JP2003238172A - ガラス成形用金型および該金型を用いたガラス成形法 - Google Patents
ガラス成形用金型および該金型を用いたガラス成形法Info
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- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスプリフォー
ムを、プレス成形法を用いて磁気ディスク用基板やレン
ズなどに精密成形するときに用いる金型、および該金型
を用いたガラス成形法に関する。
ムを、プレス成形法を用いて磁気ディスク用基板やレン
ズなどに精密成形するときに用いる金型、および該金型
を用いたガラス成形法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスク用基板には、従来もっぱら
アルミ基板が用いられてきたが、磁気ディスクに対する
小型薄型化、および高容量化などの高性能化への要求に
伴い、高剛性、高強度で平滑化が容易なガラス基板が適
用されるようになってきている。
アルミ基板が用いられてきたが、磁気ディスクに対する
小型薄型化、および高容量化などの高性能化への要求に
伴い、高剛性、高強度で平滑化が容易なガラス基板が適
用されるようになってきている。
【０００３】一般的なガラス基板の製造法は、ガラス板
からガラス基板を所定の寸法に切り抜く工程と、この切
り抜いたガラス基板の表面を必要な平坦度および表面粗
さに仕上げる研磨工程と、を含む。ガラス基板は高硬度
および高脆性材料である為に平滑面が得易いが、加工に
長時間を要しコスト高となっていた。
からガラス基板を所定の寸法に切り抜く工程と、この切
り抜いたガラス基板の表面を必要な平坦度および表面粗
さに仕上げる研磨工程と、を含む。ガラス基板は高硬度
および高脆性材料である為に平滑面が得易いが、加工に
長時間を要しコスト高となっていた。
【０００４】一方、光学ガラス素子製造の分野では、軟
化させたガラスを精密成形型で一度に成形するモールド
プレス成形法が開発され、従来の研磨法では困難であっ
た非球面レンズを量産する技術が実用化されている。例
えば、特開平１０−２３１１２９号公報、特開平１１−
９２１５９号公報、および特開平１１−１４７７２５号
公報では、このモールドプレス成形法を応用して研磨工
程を無くすか軽微にできる磁気ディスク用ガラス基板の
プレス成形法やその金型が提案されている。
化させたガラスを精密成形型で一度に成形するモールド
プレス成形法が開発され、従来の研磨法では困難であっ
た非球面レンズを量産する技術が実用化されている。例
えば、特開平１０−２３１１２９号公報、特開平１１−
９２１５９号公報、および特開平１１−１４７７２５号
公報では、このモールドプレス成形法を応用して研磨工
程を無くすか軽微にできる磁気ディスク用ガラス基板の
プレス成形法やその金型が提案されている。
【０００５】しかし、ガラスモールドプレス用金型は、
高温（例えば６００℃以上）のガラスに高圧で繰り返し
曝される為、金型の形状や離型性が劣化するという問題
があった。この問題を解決するために、特開平１０−２
３１１２９号公報および特開平１１−１４７７２５号公
報には、母材としてガラスまたは単結晶アルミナを用
い、その上に下地層および保護層を設けている。この下
地層には特定金属もしくは合金、または炭化ケイ素、窒
化ケイ素、もしくは酸化ケイ素と保護層に含まれる金属
との混合物を用いており、保護層には特定金属または合
金を用いている。他にも窒化物、炭化物、ホウ化物など
の保護層が提案されている。
高温（例えば６００℃以上）のガラスに高圧で繰り返し
曝される為、金型の形状や離型性が劣化するという問題
があった。この問題を解決するために、特開平１０−２
３１１２９号公報および特開平１１−１４７７２５号公
報には、母材としてガラスまたは単結晶アルミナを用
い、その上に下地層および保護層を設けている。この下
地層には特定金属もしくは合金、または炭化ケイ素、窒
化ケイ素、もしくは酸化ケイ素と保護層に含まれる金属
との混合物を用いており、保護層には特定金属または合
金を用いている。他にも窒化物、炭化物、ホウ化物など
の保護層が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、それでも数〜
数百回のプレスによって離型性が著しく劣化して、ガラ
ス割れが頻発するという問題があった。このガラス割れ
が発生すると、良品率が低下するのに加えて、これを取
り除く為に自動運転を中止しなければならず、成形装置
の生産量も下がってしまう問題があった。又、完全に割
れなくても、一部金型側に固着して基板欠陥を作ってし
まう問題もあった。
数百回のプレスによって離型性が著しく劣化して、ガラ
ス割れが頻発するという問題があった。このガラス割れ
が発生すると、良品率が低下するのに加えて、これを取
り除く為に自動運転を中止しなければならず、成形装置
の生産量も下がってしまう問題があった。又、完全に割
れなくても、一部金型側に固着して基板欠陥を作ってし
まう問題もあった。
【０００７】そこで、本発明はこのような従来の問題を
解決するためになされたものであり、プレス回数を重ね
ても、ガラス離型性が損なわれない金型、および該金型
を用いたガラス成形法を提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、プレス回数を重ね
ても、ガラス離型性が損なわれない金型、および該金型
を用いたガラス成形法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のガラス成形用金型は、少なくとも母材および
保護層からなり、前述の保護層が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、
Ｐｄ、およびＲｅよりなる群から選択された少なくとも
１つからなり、成形表面のＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およ
びＦｅの合計濃度が１×１０17ａｔｍ／ｍ2以下であ
る。
の本発明のガラス成形用金型は、少なくとも母材および
保護層からなり、前述の保護層が、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、
Ｐｄ、およびＲｅよりなる群から選択された少なくとも
１つからなり、成形表面のＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およ
びＦｅの合計濃度が１×１０17ａｔｍ／ｍ2以下であ
る。
【０００９】このガラス成型用金型において、好ましい
構成は、４つある。
構成は、４つある。
【００１０】第一は、前述の母材がＣｏ含有量３％以下
の超硬合金であり、および保護層の厚さが５μｍ以上で
ある。
の超硬合金であり、および保護層の厚さが５μｍ以上で
ある。
【００１１】第二は、前述の母材と保護層との間に中間
層を更に具え、該中間層が、Ｃｒ中間層であり、および
中間層の厚さが２．０μｍ以上である。
層を更に具え、該中間層が、Ｃｒ中間層であり、および
中間層の厚さが２．０μｍ以上である。
【００１２】第三は、前述の母材と保護層との間に中間
層を更に具え、該中間層が、Ｒｕ中間層またはＴａ中間
層であり、および中間層の厚さが０．５μｍ以上であ
る。
層を更に具え、該中間層が、Ｒｕ中間層またはＴａ中間
層であり、および中間層の厚さが０．５μｍ以上であ
る。
【００１３】また、本発明におけるガラス成形法は、上
述のガラス成形用金型を用いて行う。
述のガラス成形用金型を用いて行う。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、より詳細に本発明につい
て図１から図３を参照しながら説明する。図１および図
２は本発明のガラス成形用金型の例を示す断面図であ
り、図３は本発明のガラス成形法を説明する工程図であ
る。
て図１から図３を参照しながら説明する。図１および図
２は本発明のガラス成形用金型の例を示す断面図であ
り、図３は本発明のガラス成形法を説明する工程図であ
る。
【００１５】図１のガラス成形用金型は、母材１および
保護層２からなる。この母材１としては、ＷＣ系の超硬
合金および耐熱ステンレスなどが用いられる。このＷＣ
系の超硬合金または耐熱ステンレスを切削し、研磨し
て、所定の形状および表面精度の金型母材１とする。
保護層２からなる。この母材１としては、ＷＣ系の超硬
合金および耐熱ステンレスなどが用いられる。このＷＣ
系の超硬合金または耐熱ステンレスを切削し、研磨し
て、所定の形状および表面精度の金型母材１とする。
【００１６】この金型母材１の上に保護層２を設ける。
この保護層２は母材１に耐熱性や耐酸化性を付与させる
ためのものである。保護層２は、一般的にはスパッタ法
などを用いて形成されるが、欠陥の無い均質な保護層と
なるのならメッキ法など他の方法を用いてもよい。保護
層２は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、およびＲｅよりなる
群から選択される少なくとも１つからなる貴金属よりな
る。
この保護層２は母材１に耐熱性や耐酸化性を付与させる
ためのものである。保護層２は、一般的にはスパッタ法
などを用いて形成されるが、欠陥の無い均質な保護層と
なるのならメッキ法など他の方法を用いてもよい。保護
層２は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｐｄ、およびＲｅよりなる
群から選択される少なくとも１つからなる貴金属よりな
る。
【００１７】また、本発明の他の例として図２に示すガ
ラス成形用金型がある。図２に示す金型は母材１および
保護層２の間に中間層３を設けている点で図１と異な
る。この中間層３は、離型性に有害な金属元素のＷ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅの拡散を防止するために設
けられるものであり、前述の保護層同様、一般にスパッ
タ法などを用いて形成されるが、欠陥の無い均質な層と
なるのなら、メッキ法など他の方法を用いてもよい。中
間層３はＣｒ、ＲｕまたはＴａからなる。中間層３とし
てＣｒ中間層を用いる場合は、その膜厚を２．０μｍ以
上に形成することが好ましい。また、中間層３としてＲ
ｕ中間層またはＴａ中間層を用いる場合は、その膜厚を
０．５μｍ以上とすることが好ましい。
ラス成形用金型がある。図２に示す金型は母材１および
保護層２の間に中間層３を設けている点で図１と異な
る。この中間層３は、離型性に有害な金属元素のＷ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅの拡散を防止するために設
けられるものであり、前述の保護層同様、一般にスパッ
タ法などを用いて形成されるが、欠陥の無い均質な層と
なるのなら、メッキ法など他の方法を用いてもよい。中
間層３はＣｒ、ＲｕまたはＴａからなる。中間層３とし
てＣｒ中間層を用いる場合は、その膜厚を２．０μｍ以
上に形成することが好ましい。また、中間層３としてＲ
ｕ中間層またはＴａ中間層を用いる場合は、その膜厚を
０．５μｍ以上とすることが好ましい。
【００１８】さらに、図１のように中間層３を設けない
場合は、母材１はＣｏ含有量が３％以下の超硬合金を用
い、保護層２の厚さは５μｍ以上とする。
場合は、母材１はＣｏ含有量が３％以下の超硬合金を用
い、保護層２の厚さは５μｍ以上とする。
【００１９】上述したような図１および図２に記載のガ
ラス成形用金型の材料および構造を有することにより、
Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅよりなる群から選択
される金属の総金型表面濃度を１×１０17ａｔｍ／ｍ2
以下にすることが可能となる。
ラス成形用金型の材料および構造を有することにより、
Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅよりなる群から選択
される金属の総金型表面濃度を１×１０17ａｔｍ／ｍ2
以下にすることが可能となる。
【００２０】ガラス成形用金型の離型性悪化の要因は、
母材から保護層、または中間層および保護層を通過して
拡散する有害金属元素がガラスと融着することによって
生じる。よってこの金属元素濃度を小さく保つことが離
型性を維持するのに重要となってくる。本発明では上述
したような金型を形成し、その金型表面上の有害金属元
素であるＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅの金属の総
濃度を１×１０17ａｔｍ／ｍ2以下にすることによっ
て、プレス成形を繰り返してもガラス離型性が失われな
い。
母材から保護層、または中間層および保護層を通過して
拡散する有害金属元素がガラスと融着することによって
生じる。よってこの金属元素濃度を小さく保つことが離
型性を維持するのに重要となってくる。本発明では上述
したような金型を形成し、その金型表面上の有害金属元
素であるＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅの金属の総
濃度を１×１０17ａｔｍ／ｍ2以下にすることによっ
て、プレス成形を繰り返してもガラス離型性が失われな
い。
【００２１】図３に本発明のガラス成形法の工程図を示
す。図３（ａ）に示すように、２つのガラス成形用金型
を、その成形面が向き合うように成形装置（図示無し）
に取り付け、該向き合ったガラス成形用金型の間にガラ
スプリフォーム４を投入する。次いで、図３（ｂ）に示
すように、ガラスプリフォームを加圧・加熱下でプレス
する。このときのプレス条件は、温度が軟化点±２０℃
（５５０℃〜７５０℃）、圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ2〜
２００ｋｇｆ／ｃｍ2であり、Ｎ2ガス中などの不活性雰
囲気で行うことが好ましい。引き続き、金型からガラス
成形品を取り除く（図３（Ｃ））ことによって所望する
ガラス成形品４′を製造することができる。
す。図３（ａ）に示すように、２つのガラス成形用金型
を、その成形面が向き合うように成形装置（図示無し）
に取り付け、該向き合ったガラス成形用金型の間にガラ
スプリフォーム４を投入する。次いで、図３（ｂ）に示
すように、ガラスプリフォームを加圧・加熱下でプレス
する。このときのプレス条件は、温度が軟化点±２０℃
（５５０℃〜７５０℃）、圧力が２０ｋｇｆ／ｃｍ2〜
２００ｋｇｆ／ｃｍ2であり、Ｎ2ガス中などの不活性雰
囲気で行うことが好ましい。引き続き、金型からガラス
成形品を取り除く（図３（Ｃ））ことによって所望する
ガラス成形品４′を製造することができる。
【００２２】なお、図３では金型として中間層２を設け
たものを用いているが、上述したような条件を満たす中
間層を設けない金型を用いてもよい。
たものを用いているが、上述したような条件を満たす中
間層を設けない金型を用いてもよい。
【００２３】
【実施例】金型表面の金属濃度の測定方法
金型表面の金属濃度は、金型表面に適当量（０．０２ｍ
ｌ／ｃｍ2程度）の０．１Ｎ塩酸を滴下し、表面が満遍
なく濡れるように回した後、その塩酸を回収する。そし
て、その回収液中の金属濃度をＩＣＰ−ＭＳ法により測
定することによって測定した。
ｌ／ｃｍ2程度）の０．１Ｎ塩酸を滴下し、表面が満遍
なく濡れるように回した後、その塩酸を回収する。そし
て、その回収液中の金属濃度をＩＣＰ−ＭＳ法により測
定することによって測定した。
【００２４】実施例１
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＩｒ−Ｐｔ３０％の合金保護層を５μｍ形成
した。その後、この金型表面の金属濃度を測定したとこ
ろ、Ｗが０．２×１０17ａｔｍ／ｍ2であり、Ｃｏが
０．２×１０17ａｔｍ／ｍ2であった。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＩｒ−Ｐｔ３０％の合金保護層を５μｍ形成
した。その後、この金型表面の金属濃度を測定したとこ
ろ、Ｗが０．２×１０17ａｔｍ／ｍ2であり、Ｃｏが
０．２×１０17ａｔｍ／ｍ2であった。
【００２５】次に、この金型２つを成形面が対向するよ
うに成形装置に取り付けて、約６ｇのアルミノシリケー
ト系ガラスプリフォームを投入し、不活性（Ｎ2ガス）
雰囲気下にて、温度７００℃、プレス圧力６０ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件で２分間プレス成形した。その後、その温度
が４５０℃に冷却されるまでに更にプレス成形を継続し
てから取り出した。取り出した円盤状のガラス基板に内
外径加工を施して磁気ディスク用ガラス基板とした。
うに成形装置に取り付けて、約６ｇのアルミノシリケー
ト系ガラスプリフォームを投入し、不活性（Ｎ2ガス）
雰囲気下にて、温度７００℃、プレス圧力６０ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件で２分間プレス成形した。その後、その温度
が４５０℃に冷却されるまでに更にプレス成形を継続し
てから取り出した。取り出した円盤状のガラス基板に内
外径加工を施して磁気ディスク用ガラス基板とした。
【００２６】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−Ｍ
Ｓ法により分析したところ、Ｗ＝０．３×１０17ａｔｍ
／ｍ2、Ｃｏ＝０．４×１０1 7ａｔｍ／ｍ2であった。Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であった。
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−Ｍ
Ｓ法により分析したところ、Ｗ＝０．３×１０17ａｔｍ
／ｍ2、Ｃｏ＝０．４×１０1 7ａｔｍ／ｍ2であった。Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であった。
【００２７】表１に金型の構成、表２にプレス前の金型
表面の金属濃度の測定結果、および表３にプレス後の金
型表面の金属濃度の測定結果を示した。
表面の金属濃度の測定結果、および表３にプレス後の金
型表面の金属濃度の測定結果を示した。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】実施例２
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＣｒ中間層を２μｍ形成し、更にＩｒ−Ｐｔ
３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた金型
表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＣｒ中間層を２μｍ形成し、更にＩｒ−Ｐｔ
３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた金型
表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００３２】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００３３】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−Ｍ
Ｓ法により分析したところ、Ｗ＝０．１×１０17ａｔｍ
／ｍ2、Ｃｏ＝０．２×１０1 7ａｔｍ／ｍ2であった。Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−Ｍ
Ｓ法により分析したところ、Ｗ＝０．１×１０17ａｔｍ
／ｍ2、Ｃｏ＝０．２×１０1 7ａｔｍ／ｍ2であった。Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
【００３４】実施例３
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＲｕ中間層を０．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＲｕ中間層を０．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００３５】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００３６】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−Ｍ
Ｓ法により分析したところ、Ｗ＝０．１５×１０17ａｔ
ｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．２４×１０17ａｔｍ／ｍ2であっ
た。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であっ
た。
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−Ｍ
Ｓ法により分析したところ、Ｗ＝０．１５×１０17ａｔ
ｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．２４×１０17ａｔｍ／ｍ2であっ
た。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であっ
た。
【００３７】実施例４
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＩｒ−Ｒｈ４０％の合金保護層を５μｍ形成
した。得られた金型表面の金属濃度を測定した。測定結
果を表２に示す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＩｒ−Ｒｈ４０％の合金保護層を５μｍ形成
した。得られた金型表面の金属濃度を測定した。測定結
果を表２に示す。
【００３８】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００３９】このようなプレス成形を、１０，０００回
繰り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏの濃度をＩ
ＣＰ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．３５×１
０17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．５４×１０17ａｔｍ／ｍ2
であった。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であ
った。結果を表３に示す。
繰り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏの濃度をＩ
ＣＰ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．３５×１
０17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．５４×１０17ａｔｍ／ｍ2
であった。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であ
った。結果を表３に示す。
【００４０】実施例５
バインダーとしてＣｏを８％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＲｕ中間層を０．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｒｅ４０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＲｕ中間層を０．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｒｅ４０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００４１】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板とした。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板とした。
【００４２】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したが離型性の悪化はみられなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣＰ
−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．２３×１０17
ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．３３×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果を
表３に示す。
り返したが離型性の悪化はみられなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣＰ
−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．２３×１０17
ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．３３×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果を
表３に示す。
【００４３】実施例６
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＴａ中間層を０．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＴａ中間層を０．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００４４】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラスを作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラスを作成した。
【００４５】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣＰ
−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．４２×１０17
ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．４４×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果を
表３に示す。
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣＰ
−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．４２×１０17
ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．４４×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果を
表３に示す。
【００４６】実施例７
バインダーとして直径φ＝１１０ｍｍ、厚さｔ＝３０ｍ
ｍの円筒型耐熱ステンレス鋼ＳＵＳ３１６−ＨＰ（Ｃｒ
１８％、Ｎｉ１２％）製金型に、スパッタ法にてＩｒ−
Ｐｔ３０％の合金保護層を５μｍ形成した。得られた金
型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
ｍの円筒型耐熱ステンレス鋼ＳＵＳ３１６−ＨＰ（Ｃｒ
１８％、Ｎｉ１２％）製金型に、スパッタ法にてＩｒ−
Ｐｔ３０％の合金保護層を５μｍ形成した。得られた金
型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００４７】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、約６ｇのアルミノボロンシリケー
ト系ガラスプリフォームを投入し、不活性（Ｎ2ガス）
雰囲気下にて、温度６００℃、プレス圧力６０ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件で２分間プレス成形した後、その温度が３５
０℃に冷却されるまで更にプレス成形を継続してから取
り出した。取り出した円盤状のガラス基板に内外径加工
を施して磁気ディスク用ガラス基板とした。
形装置に取り付けて、約６ｇのアルミノボロンシリケー
ト系ガラスプリフォームを投入し、不活性（Ｎ2ガス）
雰囲気下にて、温度６００℃、プレス圧力６０ｋｇ／ｃ
ｍ2の条件で２分間プレス成形した後、その温度が３５
０℃に冷却されるまで更にプレス成形を継続してから取
り出した。取り出した円盤状のガラス基板に内外径加工
を施して磁気ディスク用ガラス基板とした。
【００４８】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＦｅ、Ｃｒ、およびＮｉ濃
度をＩＣＰ−ＭＳ法により分析したところ、Ｎｉ＝０．
０８×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｒ＝０．１３×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2、およびＦｅ＝０．４１×１０17ａｔｍ／
ｍ2、ＷおよびＣｏは検出限界以下であった。結果を表
３に示す。
り返したが離型性の悪化は見られなかった。この後、金
型を取り外して、金型表面のＦｅ、Ｃｒ、およびＮｉ濃
度をＩＣＰ−ＭＳ法により分析したところ、Ｎｉ＝０．
０８×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｒ＝０．１３×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2、およびＦｅ＝０．４１×１０17ａｔｍ／
ｍ2、ＷおよびＣｏは検出限界以下であった。結果を表
３に示す。
【００４９】比較例１
バインダーとしてＣｏを１０％含む直径φ＝１１０ｍ
ｍ、厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、
スパッタ法にてＩｒ系の保護層を５μｍ形成した。得ら
れた金型の成形表面の金属濃度を測定した。測定結果を
表２に示す。
ｍ、厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、
スパッタ法にてＩｒ系の保護層を５μｍ形成した。得ら
れた金型の成形表面の金属濃度を測定した。測定結果を
表２に示す。
【００５０】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００５１】このようなプレス成形を１０，０００回繰
り返したところ離型性が悪化し、９，０００回以降１０
枚に１枚の割合で割れが発生するようになった。この
後、金型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．７×１０17
ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．６×１０17ａｔｍ／ｍ2であっ
た。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であっ
た。
り返したところ離型性が悪化し、９，０００回以降１０
枚に１枚の割合で割れが発生するようになった。この
後、金型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．７×１０17
ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．６×１０17ａｔｍ／ｍ2であっ
た。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であっ
た。
【００５２】比較例２
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、中間
層なしでスパッタ法にてＩｒ−Ｐｔ３０％合金保護層を
１．５μｍ形成した。得られた金型の成形表面の金属濃
度を測定した。測定結果を表２に示す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、中間
層なしでスパッタ法にてＩｒ−Ｐｔ３０％合金保護層を
１．５μｍ形成した。得られた金型の成形表面の金属濃
度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００５３】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００５４】このようなプレス成形を３，０００回繰り
返したところ離型性が悪化し、２，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−
ＭＳ方により分析したところ、Ｗ＝１０．７×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝１３．３×１０17ａｔｍ／ｍ2であっ
た。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であっ
た。結果を表３に示す。
返したところ離型性が悪化し、２，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷ、Ｃｏ濃度をＩＣＰ−
ＭＳ方により分析したところ、Ｗ＝１０．７×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝１３．３×１０17ａｔｍ／ｍ2であっ
た。Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは、検出限界以下であっ
た。結果を表３に示す。
【００５５】比較例３
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＣｒ中間層を１．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＣｒ中間層を１．５μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００５６】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００５７】このようなガラス成形を５．０００回繰り
返したところ離型性が悪化し、４，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．７５×１０
17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．９２×１０17ａｔｍ／ｍ2、
Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
返したところ離型性が悪化し、４，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．７５×１０
17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．９２×１０17ａｔｍ／ｍ2、
Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
【００５８】比較例４
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＲｕ中間層を０．３μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒型超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＲｕ中間層を０．３μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｐｔ３０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００５９】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００６０】このようなプレス成形を６，０００回繰り
返したところ離型性が悪化し、５，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．８４×１０
17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．７９×１０17ａｔｍ／ｍ2、
Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
返したところ離型性が悪化し、５，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．８４×１０
17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．７９×１０17ａｔｍ／ｍ2、
Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
【００６１】引用例５
バインダーとしてＣｏを３％含む直径φ＝１１０ｍｍ、
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒形超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＴａ中間層を０．４μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｒｅ４０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
厚さｔ＝３０ｍｍの円筒形超硬（ＷＣ）製金型に、スパ
ッタ法にてＴａ中間層を０．４μｍ形成し、更にＩｒ−
Ｒｅ４０％合金保護層を１．５μｍ形成した。得られた
金型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示
す。
【００６２】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例１と同様にして磁気ディス
ク用基板を作成した。
【００６３】このようなプレス成形を７，０００回繰り
返したところ離型性が悪化し、６，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．６５×１０
17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．６９×１０17ａｔｍ／ｍ2、
Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
返したところ離型性が悪化し、６，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＷおよびＣｏ濃度をＩＣ
Ｐ−ＭＳ法により分析したところ、Ｗ＝０．６５×１０
17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｏ＝０．６９×１０17ａｔｍ／ｍ2、
Ｎｉ、Ｃｒ、およびＦｅは検出限界以下であった。結果
を表３に示す。
【００６４】比較例６
バインダーとして直径φ＝１１０ｍｍ、厚さｔ＝３０ｍ
ｍの円筒型耐熱ステンレス鋼ＳＵＳ３１６−ＨＰ（Ｃｒ
１８％、Ｎｉ１２％）製金型に、スパッタ法にてＩｒ−
Ｐｔ３０％の合金保護層を４μｍ形成した。得られた金
型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
ｍの円筒型耐熱ステンレス鋼ＳＵＳ３１６−ＨＰ（Ｃｒ
１８％、Ｎｉ１２％）製金型に、スパッタ法にてＩｒ−
Ｐｔ３０％の合金保護層を４μｍ形成した。得られた金
型表面の金属濃度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００６５】この金型２つを成形面が対向するように成
形装置に取り付けて、実施例７と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
形装置に取り付けて、実施例７と同様にして磁気ディス
ク用ガラス基板を作成した。
【００６６】このようなプレス成形を８，０００回繰り
返したところ離型性が悪化し、７，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＮｉ、Ｃｒ、およびＦｅ
濃度をＩＣＰ−ＭＳにより分析したところ、Ｎｉ＝０．
１１×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｒ＝０．３５×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2、およびＦｅ＝０．９２×１０17ａｔｍ／
ｍ2、Ｗ、およびＣｏは検出限界以下であった。結果を
表３に示す。
返したところ離型性が悪化し、７，５００枚以降１０枚
に１枚の割合で割れが発生するようになった。この後、
金型を取り外して、金型表面のＮｉ、Ｃｒ、およびＦｅ
濃度をＩＣＰ−ＭＳにより分析したところ、Ｎｉ＝０．
１１×１０17ａｔｍ／ｍ2、Ｃｒ＝０．３５×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2、およびＦｅ＝０．９２×１０17ａｔｍ／
ｍ2、Ｗ、およびＣｏは検出限界以下であった。結果を
表３に示す。
【００６７】以上のことより、（１）Ｃｏ含有量が３％
以下のＷＣ系超硬合金よりなる母材の上に膜厚５μｍ以
上の保護層を設ける、（２）母材の上に膜厚２μｍ以上
のＣｒ中間層、そして保護層を設ける、および（３）母
材の上に膜厚０．５μｍ以上のＲｕ中間層またはＴａ中
間層、そして保護層を設けることによって、金型母材か
ら成形面に拡散してくるＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、および
Ｆｅの少なくとも１種の総金型表面濃度を１×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2以下に保つことができることがわかる。そし
て、プレス回数を重ねても離型性の劣らないガラス成形
用金型を提供することができる。
以下のＷＣ系超硬合金よりなる母材の上に膜厚５μｍ以
上の保護層を設ける、（２）母材の上に膜厚２μｍ以上
のＣｒ中間層、そして保護層を設ける、および（３）母
材の上に膜厚０．５μｍ以上のＲｕ中間層またはＴａ中
間層、そして保護層を設けることによって、金型母材か
ら成形面に拡散してくるＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、および
Ｆｅの少なくとも１種の総金型表面濃度を１×１０17ａ
ｔｍ／ｍ2以下に保つことができることがわかる。そし
て、プレス回数を重ねても離型性の劣らないガラス成形
用金型を提供することができる。
【００６８】
【発明の効果】本発明のように母材の材料を調節する、
ガラス成形用金型の保護層を厚くする、または有害金属
の拡散を防止する中間層を設けるなどの方法によって、
金型母材から成形面に拡散してくるＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、およびＦｅの少なくとも１種の総金型表面濃度を１
×１０17ａｔｍ／ｍ2以下にすると、プレス成形を何度
も繰り返しても成形ガラス基板の離型性が良い金型とす
ることができる。
ガラス成形用金型の保護層を厚くする、または有害金属
の拡散を防止する中間層を設けるなどの方法によって、
金型母材から成形面に拡散してくるＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、およびＦｅの少なくとも１種の総金型表面濃度を１
×１０17ａｔｍ／ｍ2以下にすると、プレス成形を何度
も繰り返しても成形ガラス基板の離型性が良い金型とす
ることができる。
【図１】本発明のガラス成形用金型の一例を表す断面図
である。
である。
【図２】本発明のガラス成形用金型の一例を表す断面図
である。
である。
【図３】本発明のガラス成形法を説明する工程図であ
る。
る。
１ 母材
２ 保護層
３ 中間層
４ ガラスプリフォーム
４′ ガラス成形品
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 西沢 茂
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
(72)発明者 望月 里美
神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号
富士電機株式会社内
(72)発明者 岡本 匡史
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Ｆターム(参考） 4G015 HA01
4K044 AA01 AA03 BA01 BA02 BA08
BB02 BB03 BB04 BC02 BC11
CA13
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくとも母材および保護層からなるガ
ラス成形用金型であって、前記保護層が、Ｉｒ、Ｐｔ、
Ｒｈ、Ｐｄ、およびＲｅよりなる群より選択された少な
くとも１つからなり、成形表面のＷ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、およびＦｅの合計濃度が１×１０17ａｔｍ／ｍ2以
下であることを特徴とするガラス成形用金型。 - 【請求項２】 前記母材が、Ｃｏ含有量３％以下の超硬
合金であり、および前記保護層の厚さが５μｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形用金
型。 - 【請求項３】 前記母材と前記保護層との間に中間層を
更に具え、該中間層が、Ｃｒ中間層であり、および中間
層の厚さが２．０μｍ以上であることを特徴とする請求
項１に記載のガラス成形用金型。 - 【請求項４】 前記母材と前記保護層との間に中間層を
更に具え、該中間層が、Ｒｕ中間層およびＴａ中間層の
いずれかであり、および中間層の厚さが０．５μｍ以上
であることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形用
金型。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかに記載のガラ
ス成形用金型を用いたガラス成形法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002037255A JP2003238172A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | ガラス成形用金型および該金型を用いたガラス成形法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002037255A JP2003238172A (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | ガラス成形用金型および該金型を用いたガラス成形法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003238172A true JP2003238172A (ja) | 2003-08-27 |
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ID=27778911
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|---|---|---|---|---|
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-
2002
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2006039705A3 (en) * | 2004-09-30 | 2006-06-01 | Becton Dickinson Co | Method for reducing or eliminating residue in a glass medical container and container made in accordance therewith |
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