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WO2016129164A1 - ガラス物品及びその製造方法 - Google Patents

ガラス物品及びその製造方法 Download PDF

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WO2016129164A1
WO2016129164A1 PCT/JP2015/082833 JP2015082833W WO2016129164A1 WO 2016129164 A1 WO2016129164 A1 WO 2016129164A1 JP 2015082833 W JP2015082833 W JP 2015082833W WO 2016129164 A1 WO2016129164 A1 WO 2016129164A1
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WO
WIPO (PCT)
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glass article
glass
main surface
article according
less
Prior art date
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PCT/JP2015/082833
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French (fr)
Inventor
小林　正宏
浩三 小林
岡　卓司
修司 三部
雅浩 山田
貴之 三戸
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C19/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by mechanical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives

Definitions

  • the present invention relates to a glass article having a polished main surface and a method for producing the glass article.
  • glass articles used in these fields are required to have a smoother surface.
  • glass articles are required to have even greater smoothness.
  • Patent Document 1 discloses a method for producing a glass article having a smooth surface using an abrasive mainly composed of cerium oxide.
  • An object of the present invention is to provide a glass article and a method for producing the glass article, which are extremely excellent in surface smoothness.
  • the glass article according to the present invention is a glass article having a polished main surface, and the arithmetic average roughness (Ra) of the polished main surface is 0.2 nm or less.
  • the glass article according to the present invention may be composed of glass having a weight loss of 0.02% or more when a water resistance test is performed in accordance with Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS06-2008. You may be comprised with the glass which is less than 0.02%.
  • the glass article according to the present invention may be made of crystallized glass.
  • the glass article according to the present invention preferably has an arithmetic average roughness (Ra) of the polished main surface of 0.1 nm or less.
  • the area of the polished main surface is 10,000 mm 2 or more.
  • the polished main surface may be a flat surface or a curved surface.
  • the glass article according to the present invention preferably has an internal transmittance of 98% or more per 1 mm thickness in a wavelength region of 400 nm to 700 nm.
  • the glass article according to the present invention preferably has an internal transmittance of 98% or more per 1 mm thickness in the wavelength range of 1300 nm to 1600 nm.
  • the method for producing a glass article according to the present invention is a method for producing a glass article by polishing a main surface of a glass base material, and a step of preparing a slurry containing zirconia having an average particle diameter (D50) of 100 nm or less. And polishing the main surface of the glass base material using the slurry.
  • D50 average particle diameter
  • the method for producing a glass article according to the present invention may further include a step of washing the polished main surface with an organic solvent.
  • the 90% cumulative value D90 of the particle size distribution of the zirconia is preferably 1000 nm or less.
  • the pH of the slurry is 7 or more.
  • the glass article according to the present invention is a glass article having a polished main surface, and the arithmetic average roughness (Ra) of the polished main surface is 0.2 nm or less. Therefore, the glass article of the present invention is extremely excellent in surface smoothness.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a glass article according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a structure in which a dielectric multilayer film is laminated on the first main surface of the glass article according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a glass article according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a glass article according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view for explaining a method for polishing a glass base material.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a glass article according to a first embodiment of the present invention.
  • the glass article 1 is a rectangular plate-shaped glass substrate. As shown in FIG. 1, the glass article 1 has first and second main surfaces 2 and 3 that face each other. The 1st and 2nd main surfaces 2 and 3 are planes.
  • the first and second main surfaces 2 and 3 are polished.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the first and second main surfaces 2 and 3 is 0.2 nm or less, respectively.
  • the glass article 1 having extremely excellent surface smoothness can be obtained.
  • at least one main surface of the glass article is polished, and the arithmetic average roughness of the main surface may be 0.2 nm or less.
  • the glass constituting the glass article 1 is not particularly limited.
  • crystallized glass, alkali-free glass, soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, fluorinated glass, phosphorous sulfate glass, and the like can be used.
  • the glass article 1 may be made of glass having a weight loss of 0.02% or more when a water resistance test is performed in accordance with Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS06-2008. You may be comprised with the glass which is less than%.
  • the composition is mass%, SiO 2 : 40 to 55%, Al 2 O 3 : 0-7%, Li 2 O 3 : 5-15%, Na 2 O: 5-15%, K 2 O: 0-10%, CaO: 5-20%, SrO: 5-15%, BaO : Glass of 5 to 15%, ZrO 2 : 1 to 7%.
  • glass having poor water resistance examples include a composition of atomic%, P: 5 to 20%, Al: 2 to 10%, Mg: 0 to 5%, Ca: 2 to 15%, Sr: 5 to Examples thereof include glass having 20%, Ba: 5 to 20%, Li: 0 to 5%, Cu: 0.01 to 3%, F: 10 to 40%, and O: 5 to 40%.
  • crystallized glass can be used as a glass having a weight loss of less than 0.02% when the water resistance test is performed, that is, a glass having good water resistance.
  • the crystallized glass is not particularly limited, and, for example, Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 based crystallized glass obtained by precipitating ⁇ -quartz solid solution or ⁇ -spodumene solid solution is used as the main crystal. it can.
  • the area of at least one of the first and second main surfaces 2 and 3 is preferably 10,000 mm 2 or more. Thus, when it is smooth over a wide area, it can extract
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the first main surface 2 is 0.2 nm or less and is smooth. Therefore, as shown in FIG. 2, when the dielectric multilayer film 10 is formed on the first main surface 2 of the glass article 1, the roughness at the film forming interface is reduced, and the scattering loss at the interface is reduced. Can do.
  • the dielectric multilayer film 10 may be provided on the second main surface 3 or may be provided on both the first and second main surfaces 2 and 3.
  • the material constituting the dielectric multilayer film 10 is not particularly limited, and can be formed of a dielectric material such as SiO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , for example.
  • the number of laminated dielectric multilayer films 10 is not particularly limited, but is preferably a multilayer film having 40 or more layers. When it is a multilayer film of 40 layers or more, the effect of reducing the scattering loss at the interface becomes even more remarkable.
  • the dielectric multilayer film 10 can be used as various optical components having an optical function such as an antireflection film, a wavelength selection filter, or a reflection mirror depending on the combination of the material and thickness of the film forming the dielectric multilayer film 10. it can.
  • the internal transmittance in the wavelength range of 400 nm to 700 nm of the glass article 1 is 98%.
  • the above is preferable.
  • the internal transmittance refers to the transmittance of light per 1 mm thickness of the glass article 1.
  • the filter characteristics of the dielectric multilayer filter can be further enhanced.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the first principal surface 2 is:
  • the thickness is preferably 0.1 nm or less, more preferably 0.08 nm or less, and further preferably 0.06 nm or less.
  • the internal transmittance of the glass article 1 in the wavelength range of 400 nm to 700 nm is more preferably 98.5% or more.
  • the glass article 1 since the surface of the glass article 1 is smooth as described above, when it is used as an organic EL substrate, it is possible to suppress an excessive current from flowing in the organic light emitting layer. Therefore, the glass article 1 can be suitably used as a glass substrate for organic EL.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a glass article according to the second embodiment of the present invention.
  • the glass article 21 is a substantially rectangular plate-shaped glass substrate.
  • the glass article 21 has a main surface 22.
  • the main surface 22 is a concave curved surface.
  • the shape of the main surface 22 is not particularly limited, and may be a convex curved surface.
  • the main surface 22 of the glass article 21 is polished.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the main surface 22 is 0.2 nm or less.
  • the glass article 21 is excellent in the smoothness of the main surface 22 which is a concave curved surface. Since the main surface 22, which is a concave curved surface, is smooth, when a dielectric multilayer film is formed on the main surface 22 of the glass article 21, roughness at the interface between the formed dielectric multilayer film and the glass article 21. Becomes smaller. Therefore, the scattering loss at the interface between the dielectric multilayer film and the glass article 21 can be reduced.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a glass article according to a third embodiment of the present invention.
  • the glass article 31 is a triangular prism-shaped glass prism.
  • the shape of the glass prism is not particularly limited, and may be a polygonal prism shape such as a quadrangular prism shape or a hexagonal prism shape.
  • the glass article 31 has a main surface 32.
  • the main surface 32 is polished.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the main surface 32 is 0.2 nm or less.
  • the glass article 31 is excellent in the smoothness of the main surface 32. Therefore, when two glass articles 31 are used and bonded by optical contact via each other's main surface 32, bonding can be performed more firmly.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the main surface 32 of the glass article 31 is 0.1 nm or less from the viewpoint of further smoothing the main surface 32 of the glass article 31 and further strongly joining by optical contact. Is preferably 0.08 nm or less, and more preferably 0.06 nm or less.
  • the main surface 32 of the glass article 31 is smooth, when a dielectric multilayer film is formed on the main surface 32, the roughness at the interface between the formed dielectric multilayer film and the glass article 31 is reduced. Get smaller. Therefore, the scattering loss at the interface between the dielectric multilayer film and the glass article 31 can be reduced.
  • the internal transmittance of the glass article 31 in the wavelength region of 1300 nm to 1600 is used. Is preferably 98% or more.
  • the filter characteristics of the dielectric multilayer filter can be further enhanced.
  • the internal transmittance of the glass article 31 in the wavelength range of 1300 nm to 1600 nm is more preferably 98.5% or more.
  • the manufacturing method of the glass article which concerns on this invention is demonstrated.
  • the manufacturing method of the glass article which concerns on this invention is a method of grind
  • a slurry containing zirconia (zirconium oxide) having an average particle size (D50) of 100 nm or less is prepared.
  • the zirconia is an abrasive.
  • Zirconia may be in the form of powder or sol (zirconia sol).
  • zirconia sol the balance between chemical polishing and mechanical polishing is likely to be optimal, and a smooth glass article can be easily obtained.
  • the 90% cumulative value D90 of the particle size distribution of zirconia is preferably 1000 nm or less. In that case, a glass article having a smoother surface can be obtained by polishing described later.
  • the slurry further contains water.
  • the pH of the slurry is preferably 7 or more, more preferably 9 or more, and further preferably 9.5 or more.
  • the pH of the slurry is within the above range, the alkali metal oxide component or alkaline earth metal oxide component in the glass can be prevented from eluting into the slurry, and the polishing speed can be reduced to the alkali metal oxide component or alkaline earth metal. It will exceed the erosion speed by elution of a metal oxide component, and it can suppress more effectively that a crack and peeling generate
  • the concentration of zirconia in the slurry is preferably 5 to 30% by weight.
  • concentration of zirconia is within the above range, a glass article with a smoother surface can be obtained by polishing described later.
  • the main surface of the glass base material is polished using the prepared slurry.
  • polishing method of a glass base material As shown in FIG. 5, the main surface 42 of the glass base material 41 fixed by the glass fixing member 43 is pressed against the polishing pad 45 attached to the rotating polishing platen 44. Next, while rotating the polishing surface plate 44, slurry is poured from the polishing slurry supply nozzle 46 between the polishing pad 45 and the glass base material 41 to polish the main surface 42 of the glass base material 41. In this way, a glass article having excellent surface smoothness can be obtained.
  • the glass base material 41 has a weight loss of 0.02% or more or less than 0.02% when the water resistance test is performed in accordance with the above-mentioned Japan Optical Glass Industry Association Standard JOGIS06-2008. Some glass can be used.
  • the polishing pad 45 is not particularly limited, and a hard pad such as hard urethane foam may be used, or a soft pad such as soft suede may be used. From the viewpoint of further improving the smoothness of the surface of the obtained glass article, it is desirable to use a non-buffing type polishing pad as the polishing pad 45.
  • the change in pH of the slurry during polishing is within 2.
  • the change in the pH of the slurry during polishing is within the above range, fluctuations in the elution amount of the alkali metal oxide component and alkaline earth metal oxide component due to the slurry can be suppressed, and more stable polishing becomes possible.
  • a glass article having a smooth surface can be obtained.
  • the polished glass base material 41 may be further washed.
  • the polished glass base material 41 may be washed with water, but is preferably washed with an organic solvent such as alcohol or acetone.
  • an organic solvent such as alcohol or acetone.
  • the glass base material has a weight loss of 0.02% or more when a water resistance test is performed in accordance with Japan Optical Glass Industry Standard JOGIS06-2008. Even when using a glass having low water resistance, the erosion of the glass due to polishing slurry or the like can be suppressed, so that the arithmetic average roughness (Ra) of the main surface of the obtained glass article is 0.2 nm or less. A glass article having excellent surface smoothness can be obtained.
  • Example 1 It contains 10% by mass of zirconia sol (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd., trade name “ZSL-10A”, average particle size (D50): 70 nm) and 90% by mass of water, and has a pH of 7.7. A slurry was prepared.
  • the main surface of the glass article is applied while applying the prepared slurry to a glass base material (a glass article having a weight loss of 0.02% or more when a water resistance test is performed in accordance with JOGIS06-2008).
  • the main surface of the glass base material was polished against a suede type polishing pad as a polishing pad. Thereafter, the polished glass base material was washed with alcohol (ethanol) to obtain a glass article.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the main surface of the obtained glass article was 0.1 nm.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the main surface of a glass article was measured using AFM (atomic force microscope). Specifically, measurement was performed using a Dimension Icon SPM System manufactured by Bruker Nano under the conditions of a scan size of 5 ⁇ m ⁇ 5 ⁇ m and a scan rate of 1 Hz.
  • Example 1 A glass article was obtained in the same manner as in Example 1 except that zirconia (trade name “MZ100N”, average particle diameter (D50): 110 nm) manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. was used) instead of zirconia sol.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the main surface of the obtained glass article was 0.5 nm.
  • Example 2 The glass base material was immersed in 50 ml of the slurry prepared in Example 1. The surface condition of the glass base material after 1 hour and 12 hours after immersion was visually observed. The results are shown in Table 1 below.
  • Example 3 2 ml of Shrek was added to 50 ml of the slurry prepared in Example 1, and the pH of the slurry was adjusted to 8.9. The glass base material was immersed in the slurry whose pH was adjusted. The surface condition of the glass base material after 1 hour and 12 hours after immersion was visually observed. The results are shown in Table 1 below.
  • Example 4 10 ml of Shrek was added to 50 ml of the slurry prepared in Example 1, and the pH of the slurry was adjusted to 10. The glass base material was immersed in the slurry whose pH was adjusted. The surface condition of the glass base material after 1 hour and 12 hours after immersion was visually observed. The results are shown in Table 1 below.
  • Example 4 (pH is 9.5 or more), also in the result after 12 hours of immersion time, it turns out that the crack and peeling have not arisen on the surface of the glass base material.

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Abstract

　表面の平滑性に極めて優れた、ガラス物品を提供する。　研磨された主面を有するガラス物品１であって、研磨された主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．２ｎｍ以下である、ガラス物品１。

Description

ガラス物品及びその製造方法
　本発明は、研磨された主面を有するガラス物品及び該ガラス物品の製造方法に関する。
　近年、情報通信の大容量化や、電子部品の高性能化に伴い、これらの分野で用いられるガラス物品においては、表面のより一層の平滑化が求められている。特に、光学多層膜用基板、精密光学部品などの光学用途や、有機ＥＬ用途では、ガラス物品に、より一層の平滑性が求められている。
　ガラス物品の表面を平滑にする手法としては、酸化セリウムなどを主成分とする研磨剤を用いて、ガラス表面を研磨する方法が、従来広く知られている。
　例えば、下記の特許文献１には、酸化セリウムを主成分とする研磨剤を用いて、表面の平滑なガラス物品を製造する方法が開示されている。
特開平９－３１４４５８号公報
　しかしながら、特許文献１のように酸化セリウムを主成分とする研磨剤を用いて研磨する方法では、得られるガラス物品の表面の平滑性が、なお十分でなかった。
　本発明の目的は、表面の平滑性に極めて優れた、ガラス物品及び該ガラス物品の製造方法を提供することにある。
　本発明に係るガラス物品は、研磨された主面を有するガラス物品であって、上記研磨された主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．２ｎｍ以下である。
　本発明に係るガラス物品は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％以上であるガラスにより構成されていてもよいし、０．０２％未満であるガラスにより構成されていてもよい。
　本発明に係るガラス物品は、結晶化ガラスにより構成されていてもよい。
　本発明に係るガラス物品は、好ましくは、上記研磨された主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．１ｎｍ以下である。
　好ましくは、研磨された主面の面積が、１００００ｍｍ２以上である。
　本発明におけるガラス物品は、上記研磨された主面が平面であってもよいし、曲面であってもよい。
　本発明に係るガラス物品は、好ましくは、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長域における厚さ１ｍｍあたりの内部透過率が、９８％以上である。
　本発明に係るガラス物品は、好ましくは、１３００ｎｍ～１６００ｎｍの波長域における厚さ１ｍｍあたりの内部透過率が、９８％以上である。
　本発明に係るガラス物品の製造方法は、ガラス母材の主面を研磨してガラス物品を製造する方法であって、平均粒径（Ｄ５０）が１００ｎｍ以下であるジルコニアを含むスラリーを用意する工程と、上記スラリーを用いて、上記ガラス母材の上記主面を研磨する工程とを備える。
　本発明に係るガラス物品の製造方法は、研磨された上記主面を有機溶剤により洗浄する工程をさらに備えていてもよい。
　本発明に係るガラス物品の製造方法は、好ましくは、上記ジルコニアの粒度分布の９０％累計値Ｄ９０が、１０００ｎｍ以下である。
　本発明に係るガラス物品の製造方法は、好ましくは、上記スラリーのｐＨが７以上である。
　本発明に係るガラス物品は、研磨された主面を有するガラス物品であって、上記研磨された主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．２ｎｍ以下である。従って、本発明のガラス物品は、表面の平滑性に極めて優れている。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガラス物品を示す模式的断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るガラス物品の第１の主面に誘電体多層膜を積層した構造を示す模式的断面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係るガラス物品を示す模式的断面図である。 図４は、本発明の第３の実施形態に係るガラス物品を示す模式的断面図である。 図５は、ガラス母材の研磨方法を説明するための模式図である。
　以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。
　［ガラス物品］
　（第１の実施形態）
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るガラス物品を示す模式的断面図である。ガラス物品１は矩形板状のガラス基板である。図１に示すように、ガラス物品１は、互いに対向している第１及び第２の主面２，３を有する。第１及び第２の主面２，３は、平面である。
　ガラス物品１において、第１及び第２の主面２，３は、研磨されている。第１及び第２の主面２，３の算術平均粗さ（Ｒａ）は、それぞれ、０．２ｎｍ以下である。第１及び第２の主面２，３の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．２ｎｍ以下とすることで、極めて優れた表面平滑性を有するガラス物品１とすることができる。なお、本発明においては、ガラス物品の少なくとも１つの主面が研磨されており、かつ該主面の算術平均粗さが、０．２ｎｍ以下であればよい。
　ガラス物品１を構成するガラスとしては、特に限定されない。例えば、結晶化ガラス、無アルカリガラス、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、フツリン系ガラス、硫リン系ガラス等が使用できる。ガラス物品１は、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％以上であるガラスにより構成されていてもよいし、０．０２％未満であるガラスにより構成されていてもよい。なお、耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％未満であるガラスにより構成されていると、研磨によって、算術平均粗さ（Ｒａ）をより一層小さくすることが可能となり、より極めて優れた表面平滑性を有するガラス物品１とすることができる。
　上記耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％以上であるガラス、すなわち耐水性の悪いガラスとしては、例えば、組成が質量％で、ＳｉＯ２：４０～５５％、Ａｌ２Ｏ３：０～７％、Ｌｉ２Ｏ３：５～１５％、Ｎａ２Ｏ：５～１５％、Ｋ２Ｏ：０～１０％、ＣａＯ：５～２０％、ＳｒＯ：５～１５％、ＢａＯ：５～１５％、ＺｒＯ２：１～７％であるガラスが挙げられる。
　耐水性の悪いガラスの他の例としては、組成が原子％で、Ｐ：５～２０％、Ａｌ：２～１０％、Ｍｇ：０～５％、Ｃａ：２～１５％、Ｓｒ：５～２０％、Ｂａ：５～２０％、Ｌｉ：０～５％、Ｃｕ：０．０１～３％、Ｆ：１０～４０％、Ｏ：５～４０％であるガラスが挙げられる。
　上記耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％未満であるガラス、すなわち耐水性のよいガラスとしては、例えば、結晶化ガラスを用いることができる。
　結晶化ガラスとしては、特に限定されず、例えば、主結晶として、β－石英固溶体やβ－スポジュメン固溶体を析出してなるＬｉ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系結晶化ガラスを用いることができる。
　第１及び第２の主面２，３のうち、少なくとも一方の面積は、１００００ｍｍ２以上であることが好ましい。このように広い面積にわたり平滑である場合、１枚のガラス基板から小型部品を採取する際に、より一層効率よく採取することができる。
　上述したように、ガラス物品１において、第１の主面２の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．２ｎｍ以下であり、平滑である。そのため、図２に示すように、ガラス物品１の第１の主面２上に誘電体多層膜１０を成膜した場合、成膜界面における粗さが小さくなり、界面における散乱ロスを小さくすることができる。
　なお、誘電体多層膜１０は、第２の主面３上に設けてもよく、第１及び第２の主面２，３の双方の上に設けてもよい。
　誘電体多層膜１０を構成する材料としては、特に限定されず、例えば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５等の誘電体材料により形成することができる。
　誘電体多層膜１０の積層数は、特に限定されないが、４０層以上の多層膜であることが好ましい。４０層以上の多層膜であると、界面における散乱ロスを小さくする効果がより一層顕著となる。
　誘電体多層膜１０は、誘電体多層膜１０を形成する膜の材質や、厚みなどの組み合わせにより、反射防止膜、波長選択フィルタまたは反射ミラーなどの光学機能を有するさまざまな光学部品として用いることができる。
　誘電体多層膜１０として、赤外カットフィルタのような可視光域に高い透過性が求められる誘電体多層フィルタを用いる場合、ガラス物品１の４００ｎｍ～７００ｎｍの波長域における内部透過率が、９８％以上であることが好ましい。なお、内部透過率は、ガラス物品１の厚さ１ｍｍあたりの光の透過率のことをいうものとする。
　ガラス物品１の４００ｎｍ～７００ｎｍの波長域における内部透過率が上記範囲内にある場合、界面での散乱ロスを小さくできるだけでなく、ガラスの内部吸収によるロスも小さくすることができる。そのため、誘電体多層フィルタのフィルタ特性をより一層高めることができる。
　ガラス物品１及び誘電体多層膜１０の界面における散乱ロスをより一層小さくし、得られる光学部品の光学機能をより一層高める観点から、第１の主面２の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．１ｎｍ以下であることが好ましく、０．０８ｎｍ以下であることがより好ましく、０．０６ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
　ガラスの内部吸収によるロスをより一層小さくし、フィルタ特性をより一層高める観点から、ガラス物品１の４００ｎｍ～７００ｎｍの波長域における内部透過率は、９８．５％以上であることがより好ましい。
　また、ガラス物品１は上記のように表面が平滑であることから、有機ＥＬ基板として用いた場合、有機発光層内に過剰な電流が流れることを抑制することができる。そのため、ガラス物品１は、有機ＥＬ用ガラス基板としても好適に用いることができる。
　（第２の実施形態）
　図３は、本発明の第２の実施形態に係るガラス物品を示す模式的断面図である。図３に示すように、ガラス物品２１は、略矩形板状のガラス基板である。ガラス物品２１は、主面２２を有する。主面２２は、凹状の曲面である。なお、本発明において、主面２２の形状は特に限定されず、凸状の曲面であってもよい。
　ガラス物品２１の主面２２は、研磨されている。主面２２の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．２ｎｍ以下である。
　このように、ガラス物品２１は、凹状の曲面である主面２２の平滑性に優れている。凹状の曲面である主面２２が平滑であることから、ガラス物品２１の主面２２上に誘電体多層膜を成膜すると、成膜した誘電体多層膜とガラス物品２１との界面における粗さが小さくなる。そのため、誘電体多層膜とガラス物品２１との界面における散乱ロスを小さくすることができる。
　（第３の実施形態）
　図４は、本発明の第３の実施形態に係るガラス物品を示す模式的断面図である。図４に示すように、ガラス物品３１は、三角柱状のガラスプリズムである。なお、本発明において、ガラスプリズムの形状は、特に限定されず、四角柱状や、六角柱状などの多角柱状であってもよい。
　ガラス物品３１は、主面３２を有する。主面３２は、研磨されている。主面３２の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．２ｎｍ以下である。
　このように、ガラス物品３１においては、主面３２の平滑性に優れている。そのため、２個のガラス物品３１を用い、互いの主面３２を介してオプティカルコンタクトにより接合する場合、より強固に接合することができる。
　ガラス物品３１の主面３２をより一層平滑にし、オプティカルコンタクトによって、より一層強固に接合する観点から、ガラス物品３１の主面３２の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．１ｎｍ以下であることが好ましく、０．０８ｎｍ以下であることがより好ましく、０．０６ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
　また、ガラス物品３１においては、主面３２が平滑であることから、主面３２上に誘電体多層膜を成膜すると、成膜した誘電体多層膜とガラス物品３１との界面における粗さが小さくなる。そのため、誘電体多層膜とガラス物品３１との界面における散乱ロスを小さくすることができる。
　ガラス物品３１の主面３２上に、光通信で用いられる１３００ｎｍ～１６００ｎｍの波長領域で反射防止機能を有する誘電体多層フィルタを形成する場合、ガラス物品３１の１３００ｎｍ～１６００の波長域における内部透過率が、９８％以上であることが好ましい。
　この場合、成膜界面における散乱ロスを小さくすることができるだけでなく、ガラスの内部吸収によるロスも小さくすることができる。そのため、誘電体多層フィルタのフィルタ特性をより一層高めることができる。
　また、ガラスの内部吸収によるロスをより一層小さくする観点から、ガラス物品３１の１３００ｎｍ～１６００ｎｍの波長域における内部透過率は、９８．５％以上であることがより好ましい。
　［ガラス物品の製造方法］
　次に、本発明に係るガラス物品の製造方法について説明する。なお、本発明に係るガラス物品の製造方法は、ガラス母材の主面を研磨してガラス物品を製造する方法である。
　まず、平均粒径（Ｄ５０）が１００ｎｍ以下であるジルコニア（酸化ジルコニウム）を含むスラリーを用意する。
　本発明のガラス物品の製造方法において、上記ジルコニアは、研磨剤である。ジルコニアは、粉末状であってもよく、ゾル（ジルコニアゾル）であってもよい。ジルコニアを研磨剤として用いることで、ケミカルによる研磨とメカニカルによる研磨のバランスが最適となりやすく、平滑なガラス物品を容易に得ることができる。
　ジルコニアの粒度分布の９０％累計値Ｄ９０は、１０００ｎｍ以下であることが好ましい。その場合、後述する研磨により、表面のより一層平滑なガラス物品を得ることができる。
　上記スラリーは、さらに水を含んでいることが好ましい。
　スラリーのｐＨは、７以上であることが好ましく、９以上であることがより好ましく、９．５以上であることがさらに好ましい。スラリーのｐＨが上記範囲内である場合、ガラス中のアルカリ金属酸化物成分やアルカリ土類金属酸化物成分がスラリー中に溶出することを抑制でき、研磨スピードがアルカリ金属酸化物成分やアルカリ土類金属酸化物成分の溶出による浸食スピードを上回ることとなり、得られたガラス物品の表面にクラックや剥離が発生することを、より一層効果的に抑制することができる。
　また、スラリー中のジルコニアの濃度は、５～３０重量％であることが好ましい。ジルコニアの濃度が、上記範囲内にある場合、後述する研磨により、表面のより一層平滑なガラス物品を得ることができる。
　次に、用意したスラリーを用いて、ガラス母材の主面を研磨する。以下、図５を参照して、ガラス母材の研磨方法につき、より詳細に説明する。図５に示すように、自転する研磨定盤４４に貼り付けた研磨パッド４５に、ガラス固定部材４３で固定したガラス母材４１の主面４２を押しあてる。次に、研磨定盤４４を自転させつつ、研磨スラリー供給ノズル４６から、スラリーを、研磨パッド４５とガラス母材４１との間に流し込み、ガラス母材４１の主面４２を研磨する。このようにして、表面の平滑性に優れたガラス物品を得ることができる。
　ガラス母材４１は、上述したような日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％以上であるガラスや０．０２％未満であるガラスを用いることができる。
　研磨パッド４５としては、特に限定されず、硬質発泡ウレタンのような硬質パッドを用いてもよいし、軟質スウェードのような軟質パッドを用いてもよい。得られるガラス物品の表面の平滑性をより一層高める観点から、研磨パッド４５として、ノンバフタイプの研磨パッドを用いることが望ましい。
　また、研磨中のスラリーのｐＨの変化は、２以内であることが好ましい。研磨中のスラリーのｐＨの変化が上記範囲内である場合、スラリーによるアルカリ金属酸化物成分やアルカリ土類金属酸化物成分の溶出量の変動を抑制でき、より安定した研磨が可能となり、より一層表面の平滑なガラス物品を得ることができる。
　本発明においては、研磨したガラス母材４１をさらに洗浄してもよい。研磨したガラス母材４１は、水により洗浄してもよいが、アルコール、アセトン等の有機溶剤により洗浄することが好ましい。研磨したガラス母材４１を有機溶剤で洗浄することにより、ガラス物品からアルカリ金属酸化物成分やアルカリ土類金属酸化物成分が溶出するのを抑えることができ、洗浄後も平滑な表面を維持すること可能となり、より一層表面の平滑なガラス物品を得ることができる。
　このように、本発明のガラス物品の製造方法によれば、ガラス母材として、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が０．０２％以上である耐水性の低いガラスを用いた場合であっても、研磨スラリー等によるガラスの浸食を抑えることができるため、得られるガラス物品の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．２ｎｍ以下と小さくすることができ、優れた表面平滑性を有するガラス物品を得ることができる。
　また、ガラス母材として、日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が０．０２％未満のガラスを用いた場合は、ガラス母材自体の耐水性が高いため、ガラス物品の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．１ｎｍ以下より小さくしやすく、極めて優れた表面平滑性を有するガラス物品が得やすくなる。
　以下、本発明の具体的な実施例を挙げることにより、本発明を明らかにする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　（実施例１）
　ジルコニアゾル（第一稀元素化学工業株式会社製、商品名「ＺＳＬ－１０Ａ」、平均粒径（Ｄ５０）：７０ｎｍ）１０質量％と、水９０質量％とを含み、ｐＨが７．７であるスラリーを用意した。
　次に、用意したスラリーをガラス母材（ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％以上のガラス物品）に塗布しつつ、ガラス物品の主面を研磨パッドとしてのスウェード系研磨パッドに押しあてガラス母材の主面を研磨した。しかる後、研磨したガラス母材をアルコール（エタノール）により洗浄し、ガラス物品を得た。
　得られたガラス物品の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．１ｎｍであった。尚、ガラス物品の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）を用いて測定した。具体的には、Ｂｒｕｋｅｒ　Ｎａｎｏ社製Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｉｃｏｎ　ＳＰＭ　Ｓｙｓｔｅｍを用い、スキャンサイズ：５μｍ×５μｍ、スキャンレート：１Ｈｚの条件で測定を行った。
　（比較例１）
　ジルコニアゾルの代わりにジルコニア（三井金属鉱業株式会社製、商品名「ＭＺ１００Ｎ」、平均粒径（Ｄ５０）：１１０ｎｍ）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、ガラス物品を得た。得られたガラス物品の主面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、０．５ｎｍであった。
　（実施例２）
　実施例１で用意したスラリー５０ｍｌにガラス母材を浸漬させた。浸漬１時間後及び１２時間後のガラス母材の表面状態を目視により観察した。結果を下記の表１に示す。
　（実施例３）
　実施例１で用意したスラリー５０ｍｌにシュレック２ｍｌを添加し、スラリーのｐＨを８．９に調整した。ｐＨを調整したスラリーにガラス母材を浸漬させた。浸漬１時間後及び１２時間後のガラス母材の表面状態を目視により観察した。結果を下記の表１に示す。
　（実施例４）
　実施例１で用意したスラリー５０ｍｌにシュレック１０ｍｌを添加し、スラリーのｐＨを１０に調整した。ｐＨを調整したスラリーにガラス母材を浸漬させた。浸漬１時間後及び１２時間後のガラス母材の表面状態を目視により観察した。結果を下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１より、浸漬１時間後の結果において、実施例２～４（ｐＨが７以上）では、ガラス母材の表面にクラック及び剥離が生じていないことが確認できた。また、実施例４（ｐＨが９．５以上）では、さらに浸漬時間１２時間後の結果においても、ガラス母材の表面にクラック及び剥離が生じていないことがわかる。
１，２１，３１…ガラス物品
２，３…第１，第２の主面
１０…誘電体多層膜
２２，３２，４２…主面
４１…ガラス母材
４３…ガラス固定部材
４４…研磨定盤
４５…研磨パッド
４６…研磨スラリー供給ノズル

Claims (14)

  1. 　研磨された主面を有するガラス物品であって、
    　前記研磨された主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．２ｎｍ以下である、ガラス物品。
  2. 　日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％以上であるガラスにより構成されている、請求項１に記載のガラス物品。
  3. 　日本光学硝子工業会規格ＪＯＧＩＳ０６－２００８に準拠して耐水性試験を行った際の重量減が、０．０２％未満であるガラスにより構成されている、請求項１に記載のガラス物品。
  4. 　結晶化ガラスにより構成されている、請求項３に記載のガラス物品。
  5. 　前記研磨された主面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、０．１ｎｍ以下である、請求項３又は４に記載のガラス物品。
  6. 　前記研磨された主面の面積が、１００００ｍｍ２以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載のガラス物品。
  7. 　前記研磨された主面が平面である、請求項１～６のいずれか１項に記載のガラス物品。
  8. 　前記研磨された主面が曲面である、請求項１～６のいずれか１項に記載のガラス物品。
  9. 　４００ｎｍ～７００ｎｍの波長域における厚さ１ｍｍあたりの内部透過率が、９８％以上である、請求項１～８のいずれか１項に記載のガラス物品。
  10. 　１３００ｎｍ～１６００ｎｍの波長域における厚さ１ｍｍあたりの内部透過率が、９８％以上である、請求項１～９のいずれか１項に記載のガラス物品。
  11. 　ガラス母材の主面を研磨してガラス物品を製造する方法であって、
    　平均粒径（Ｄ５０）が１００ｎｍ以下であるジルコニアを含むスラリーを用意する工程と、
    　前記スラリーを用いて、前記ガラス母材の前記主面を研磨する工程とを備える、ガラス物品の製造方法。
  12. 　研磨された前記主面を有機溶剤により洗浄する工程をさらに備える、請求項１１に記載のガラス物品の製造方法。
  13. 　前記ジルコニアの粒度分布の９０％累計値Ｄ９０が、１０００ｎｍ以下である、請求項１１又は１２に記載のガラス物品の製造方法。
  14. 　前記スラリーのｐＨが７以上である、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のガラス物品の製造方法。
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