(57)【要約】【課題】プレス成形によりガラス基板を作成する際に生じる、ガラスの熱応力による割れを防止すると共に、ガラスと金型の離型を促進する。【解決手段】金型４，５のガラス材料３と接する表面に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）のうちの少なくとも一つを含み、室温において固体であり、ガラス材料３の歪み点以上のプレス成形のための加熱により液体となる金属又は合金からなる薄膜状の潤滑離型層を設ける。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス材料を加熱してガラス基板にプレス成形するためのプレス成形用金型において、前記ガラス材料と接する表面に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）のうちの少なくとも一つを含み、室温において固体であり、前記ガラス材料の歪み点以上の前記プレス成形のための加熱により液体となる金属又は合金からなる薄膜状の潤滑離型層を有することを特徴とするガラス基板のプレス成形用金型。
【請求項２】
前記潤滑離型層は、前記金型の母材上に形成された薄膜状の保護膜層上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板のプレス成形用金型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプレス成形用金型を用いて加熱したガラス材料をガラス基板にプレス成形することを特徴とするガラス基板のプレス成形方法。
【請求項４】
請求項３に記載のプレス成形方法により成形されたことを特徴とする磁気ディスク用ガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板のプレス成形用金型及びプレス成形方法に関し、特に磁気ディスク用ガラス基板の成形に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年に至り、磁気ディスク装置は、急激な高記録密度化、及び、低コスト化が進んでいる。この磁気ディスク装置は、高速回転する磁気ディスク（ハードディスク）上にヘッドを僅かに浮上させて走査させることによってランダムアクセスを実現しているが、高記憶密度と高速アクセスを両立させるためには、磁気ディスク回転数を上げること、並びに、磁気ディスクとヘッドの間隔（ヘッド浮上量）を小さくすること、が求められる。また磁気ディスクの基板材料としては、従来、ＡｌにＮｉ−Ｐメッキを施した基板が主流であったが、近年では、高剛性で高速回転させても変形しづらく且つ表面の平滑性が高い、ガラス基板が使われるようになってきた。
【０００３】
更に現在では、低コスト化を図るため、プレス法による成形によりガラス基板を作成する試みがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したガラス基板のプレス法による成形では、ガラス材料を軟化点近傍まで加熱してプレス成形用金型を用いて成形し、その後の冷却過程において、ガラス材料と金型材料の熱収縮率の違いにより、ガラス材料が離型することによりガラス基板が得られる。しかし、その際、ガラス材料と金型表面には摩擦力が生じ、その摩擦力がガラスの破壊強度よりも大きい場合、ガラスは熱応力による割れを生じる、という問題がある。
【０００５】
また、その摩擦力を低下させるために、プレス成形用金型の表面には、ガラスとの密着力が低く、極めて耐食性の高い貴金属系金属膜、又はその合金膜等が施されているが、それらの表面の微量酸化、及びガラス材料中のアルカリ金属等により、摩擦力が上昇し、十分な離型特性が得られないため、安定したガラス基板を供給できないと言う問題も生じる。
【０００６】
よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、プレス成形によりガラス基板を作成する際に生じる、ガラスの熱応力による割れを防止すると共に、ガラスと金型の離型を促進するようにした、ガラス基板のプレス成形用金型及びプレス成形方法並びに磁気ディスク用ガラス基板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の目的を達成するため、ガラス材料を加熱してガラス基板にプレス成形するためのプレス成形用金型において、ガラス材料と接する表面に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）のうちの少なくとも一つを含み、室温において固体であり、ガラス材料の歪み点以上のプレス成形のための加熱により液体となる金属又は合金からなる薄膜状の潤滑離型層を有することを特徴としている。
【０００８】
また、この潤滑離型層は、金型の母材上に形成された薄膜状の保護膜層上に形成されていることが好ましい。
そして、このプレス成形用金型を用いて加熱したガラス材料をプレス成形し、磁気ディスク用ガラス基板を好適に得ることができる。
【０００９】
本発明においては、金型表面に、室温において固体であり、ガラス材料の歪み点以上のプレス成形のための加熱により液体となる金属又は合金からなる薄膜状の潤滑離型層を有するので、プレス成形時には、そのための加熱によりガラス材料と接する金型表面に液体状の潤滑離型層が形成される。この液体状の潤滑離型層により、冷却過程において、ガラス材料と金型材料の熱収縮率の違いによって生じる摩擦力が低減され、ガラスの熱応力による割れが生じ難くなる。更に、ガラス歪み点以下で潤滑離型層は固体となるため、ガラスと金型の離型が促進される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係るプレス成形用金型を使用したプレス成形機の基本的構成図である。本図において、３はガラス材料、４は上型、５は下型、６は上型用ヒータ部、７は下型用ヒータ部、１０はピストンシリンダ、１１はチャンバ、１２は窒素ガス導入口である。
【００１２】
図２は、本実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形用金型を示す拡大断面図である。本図において、２１はプレス用金型母材、２２は保護膜層、２３は潤滑離型層である。
【００１３】
【実施例】
以下に述べる各実施例では、プレス用金型として超硬合金により作成された、直径が１００ｍｍ、厚さが２０ｍｍの円柱状のプレス用金型母材２１の成形面上をダイヤモンド砥粒によりＲａ＝０．５ｎｍに研磨し、その表面にスパッタ法により、保護膜層２２としてイリジウム（Ｉｒ）薄膜を形成した。膜厚は０．１〜５μｍとするのが適当であって、これ以下の膜厚では、十分な膜強度が得られなくなり、また、これ以上の膜厚では、表面が荒れて平滑性が損なわれる。そこで本実施例では、膜厚を１．０μｍとした。
【００１４】
また、保護膜層は金属に限らないが、潤滑離型層と保護層の密着性を考慮すると金属膜が適当であり、さらに、酸化膜を作り難い貴金属系の材料であることが好ましく、室温及びプレス成形時の加熱状態において固体である周知の材料からなる。
【００１５】
上記で得られたプレス用金型表面に、潤滑離型層２３としてスパッタ法により、次の［表１］に示す金属薄膜を形成した。金属薄膜の膜厚は、好ましくは１００ｎｍ以下である。金属薄膜の厚さは薄過ぎると効果が十分でなく、他方、厚過ぎると吸着現象が発生するため、逆効果となる。そこで本実施例では、１０ｎｍ〜３０ｎｍの範囲で形成した。
【００１６】
また、潤滑離型層の形成方法はスパッタ法に限らず、金属微粒子を溶媒中に分散させたスラリー状の液体を塗布して形成してもよい。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
プレス成形用のガラス材料として、アルミノシリケートガラスからなる直径約８ｍｍの球状のプレス前ガラス材料を、クエン酸アンモニウム５％溶液に浸漬（５分間）にて洗浄後、オーバーフロー式の超音波洗浄層にて１８ＭΩ以上の超純水に浸漬・洗浄（５分間を２回）を行い、ＩＰＡ蒸気乾燥にて清浄なガラス材料を得た。
【００１９】
そのガラス材料を、成形面同士を上下に対向させたプレス用金型４，５の間に置き、酸素濃度が０．１％以下の窒素雰囲気中において、金型表面温度が７００℃、成形圧力を４００ｋｇ／ｃｍ２の条件で１分間プレス成形し、その後加熱を停止し、プレス圧力を１００ｋｇ／ｃｍ２として冷却を行い、ヒータの温度モニタが２００℃になるまで冷却し、ガラス基板を取り出す。
【００２０】
そこで、この様なプレス成形を、実施例１〜６、及び比較例にて作成されたプレス用金型のそれぞれについて１００００回行い、ガラス基板に割れを生じずに成形された枚数を［表２］に示す。また、１００００回プレス成形における前後の金属薄膜の厚さも同様に示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
［表２］から明らかなように、潤滑離型層として金属薄膜が形成された実施例１〜６の金型では、安定したプレス成形を行うことができる。また、１００００回プレス成形後の金属薄膜の膜厚減少量も少なく、更に長期的な使用においても安定したプレス成形を行うことができる。
【００２３】
従って、表面に、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、インジウム（Ｉｎ）、珪素（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）のうちの少なくとも一つを含む金属又は合金からなる金属薄膜の潤滑離型層を形成することにより、信頼性の高い磁気ディスク用ガラス基板を安定して製造することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明によれば、金型表面に、室温において固体であり、ガラス材料の歪み点以上のプレス成形のための加熱により液体となる金属又は合金からなる薄膜状の潤滑離型層を設けることにより、金型表面とガラス材料との潤滑性及び離型性が高められるので、信頼性の高いガラス基板を安価に且つ大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るプレス成形用金型を使用したプレス成形機の基本的構成図である。
【図２】本実施の形態に係る磁気ディスク用ガラス基板のプレス成形金型を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
３　　ガラス材料
４　　上型
５　　下型
６　　上型用ヒータ部
７　　下型用ヒータ部
１０　ピストンシリンダ
１１　チャンバ
１２　窒素ガス導入口
２１　プレス用金型母材
２２　保護膜層
２３　潤滑離型層
【図１】
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【図２】
2004026563.tif 000006