JP6274537B2 - 加圧成形用ガラス体及びその製造方法並びに微細加工ガラス体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の加圧成形用ガラス体は、上記したように、その表面が多孔質化されており、かつ、その多孔質化された表面のビッカース硬度が85N/mm2以下であることを特徴とする。すなわち、この加圧成形用ガラス体は、その表面硬度を所定の硬度以下とすることで、低温域での加圧成形を可能とするものである。本明細書において、低温域とはガラス体を構成するガラスのガラス転移点(Tg)以下の温度であり、その温度域の中でも、加圧成形の成形条件や操作が簡便となることから、好ましくは10〜250℃の範囲であり、20〜100℃がより好ましい。室温付近で成形ができることにより、加熱処理が不要となり、温度制御のためのプロセス時間が不要となる。
(参考例)
原料であるSiO2、H3BO3、Na2CO3の各粒子を、得られる酸化物換算の含有量が65mol%、27.0mol%、8.0mol%となるように混合し、撹拌して混合粒子を得た。この混合粒子を、1500℃に加熱した白金るつぼ中に、10分ごとに3回に分けて投入し、全ての原料を投入してから60分間撹拌し、均質になるように混合した。得られた溶解液を板状に成形、徐冷し、ガラス板を得た。
ガラス板は再度加熱処理(分相熱処理)をおこなった。分相熱処理は、次の2つの条件で行った。分相熱処理(1)は、400℃で30分間保持後、17.5分で575℃まで昇温し、この温度に2時間保持した後、555分かけて20℃まで降温した。分相熱処理(2)は、400℃で30分間保持後、20分で600℃まで昇温し、この温度に2時間保持した後、580分かけて20℃まで降温した。分相熱処理(1)で得られたガラスをガラス1とし、分相熱処理(2)で得られたガラスをガラス2とする。
2種類の分相熱処理済みガラス板から、研削、研磨により1.2cm×1.2cm×1.0mmtの、両面が鏡面の各ガラス体を得た。
(例1〜例19)
上記参考例により得られたガラス体に対し、1mol/L硝酸水溶液による酸処理、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液によるアルカリ処理、60℃の加熱した純水による熱水処理を、各溶液及び熱水に浸漬することにより行った。なお、ここで、使用したガラス体、各処理の処理時間は表1に示す通りとした。また、得られたガラス板表面のビッカース硬度、インプリント性についても調べた。表1において、例2〜7、例10〜15、例18〜19が実施例、例1、例8〜9、例16〜17が比較例である。
[ビッカース硬度]:JIS Z 2244に準じて、測定、算出した。ビッカース硬度測定時の荷重は圧痕長が50〜300μmの範囲になるように、100〜200gにて測定した。
ガラス1を1mol/Lの硝酸水溶液に1分間浸漬した後、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に浸漬する、という酸処理とアルカリ処理とを10回交互に繰り返して行い、表面を多孔質化させた加圧成形用ガラス板を製造した。この加圧成形用ガラス体を、正方形状の10mm×10mm×0.6mmtの板状の成形型を用いて、室温(25℃)、1.2kN/cm2で60秒間プレス成形した。ここで使用した成形型の成形面表面には、L&S(Line&Space)、Dot、Holeの各パターンが形成された4つの転写領域が、それぞれ同じ大きさ、同じパターンで形成されている。各パターンは、それぞれ、線幅又は1辺の長さが、1,2,3,5,10μmの複数の長さを有するように形成されている。
参考例と同一の配合となるように調整した混合粒子を、750℃で30分仮焼した後、粉砕することを2度繰り返し、1500℃で20分焼成し、流し出し、冷却固化した後、粉砕し、さらに1500℃で20分焼成し、これを流し出して15×20×1.0mmtのガラス板を作成した。
例21〜23で作製したガラス3を、1mol/Lの硝酸水溶液に15分間浸漬した後、1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液に10分浸漬し、さらに、60℃の熱水に15分浸漬し、表面を多孔質化させた加圧成形用ガラス板を製造した。得られた加圧成形用ガラス板の波長200nm〜3200nmにおける透過率を測定した結果を図4に示した。ここで波長400nm〜800nmの波長領域における透過率は全範囲で85%以上となっており良好であった。なお、透過率は、紫外可視近赤外分光光度計(島津株式会社、UV3101PC)により測定した。
Claims (13)
- 表面が多孔質化されたガラス体であって、前記多孔質化された表面のビッカース硬度が85N/mm2以下であることを特徴とする加圧成形用ガラス体。
- 前記多孔質化された表面層の深さが1μm以上である請求項1に記載の加圧成形用ガラス体。
- 前記ガラス体の形状が板状である請求項1又は2に記載の加圧成形用ガラス体。
- 前記加圧成形用ガラス体の波長400nm〜800nmの透過率が80%以上である請求項1〜3のいずれか1項記載の加圧成形用ガラス体。
- ガラス体をスピノーダル分解により分相させる分相熱処理工程と、
前記分相したガラス体を酸処理した後、さらにアルカリまたは熱水で処理して、前記ガラス体の表面を多孔質化させる多孔質化工程と、
を有することを特徴とする加圧成形用ガラス体の製造方法。 - 前記多孔質化工程において、前記酸処理の後に、前記アルカリ処理を行い、さらにその後前記熱水処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の加圧成形用ガラス体の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の加圧成形用ガラス体の表面をプレス加工することにより形成された所望の凹凸形状を有することを特徴とする微細加工ガラス体。
- 前記凹凸形状の線幅又は1辺が0.1〜100μmである請求項7に記載の微細加工ガラス体。
- 前記微細加工ガラス体の表面に形成された凹凸形状が光学的機能を有する請求項7又は8に記載の微細加工ガラス体。
- 前記微細加工ガラス体の表面に形成された凹凸形状が物理的機能を有する請求項7又は8に記載の微細加工ガラス体。
- ガラス体をスピノーダル分解により分相させる分相熱処理工程と、
前記分相したガラス体を酸処理した後、さらにアルカリまたは熱水で処理して、前記ガラス体の表面を多孔質化させる多孔質化工程と、
前記多孔質化されたガラス体を、成形型により押圧して凹凸形状を転写する加圧成形工程と、
を有することを特徴とする微細加工ガラス体の製造方法。 - 前記凹凸形状が、線幅0.1〜100μmである請求項11に記載の微細加工ガラス体の製造方法。
- 前記加圧成形工程において、前記ガラスのガラス転移点(Tg)以下の温度で加圧成形する請求項11又は12記載の微細加工ガラス体の製造方法。
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