JP2006111495A - 成形用金型、その製造方法及び成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】離型性を確実に確保することができ、成形用金型の耐久性を高くすることができるようにする。
【解決手段】所定の形状に形成された母材２３と、母材２３の先端面ｓ４に形成された離型膜２４とを有する。そして、離型膜２４の最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層が形成される。また、酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低いものが選択される。この場合、離型膜２４の最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層が形成され、酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低いものが選択されるので、成形材料と離型膜２４とが付着しない。したがって、離型性を確実に確保することができ、成形用金型１０の耐久性を高くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形用金型、その製造方法及び成形方法に関するものである。

従来、成形品として、高精度の光学素子、例えば、非球面レンズ等のレンズを成形するためにプレス成形法が提供されている。該プレス成形法においては、レンズの形状を有する成形面を備えた下型及び上型、並びに胴型を備えた成形用金型が使用され、前記下型と上型との間に成形材料としてのガラスのプリフォームがセットされる。続いて、非酸化性ガスの雰囲気下で前記成形用金型をガラス屈伏点（Ａｔ）付近まで加熱し、保持し、前記上型を下型に押し付け、プリフォームを圧縮することによって加圧成形し、その状態でプリフォームをガラス転移点まで徐冷した後、更に冷却すると、レンズが成形される。その後、上型を上方に移動させ、レンズを取り出すことができる。

前記プレス成形法において使用されるレンズ用のガラス屈伏点は、硝材、すなわち、ガラスの成分によって異なるが、約３００〜７００〔℃〕であり、比較的高温で成形が行われる。したがって、前記成形用金型において、下型、上型及び胴型について、表１に示されるような性能が要求される。

すなわち、下型、上型及び胴型については、高温下における使用に耐えられるように高温強度、耐熱性及び耐酸化性が、所望の形状、寸法精度でレンズを成形することができるように加工性が、長期間の使用に耐えられるように耐久性が要求される。また、下型及び上型については、成型時において軟化したガラスと付着することがないように離型性が、光学特性を良好にするためのレンズの面精度及び粗さを加圧成形を行うだけで得られるように鏡面性が要求される。

そのために、前記下型及び上型において、母材として炭化珪（けい）素（ＳｉＣ）、炭化タングステン（ＷＣ）等のセラミックスを使用し、前記母材の先端面をレンズの形状に加工し、鏡面研磨した後、離型性を確保するために、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）等の単独の窒化物から成る窒化物膜、又はこれらを組み合わせた複窒化物から成る複窒化物膜を前記先端面に被覆し、成形面を形成するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平３−１５３５３３号公報

しかしながら、前記従来の成形用金型においては、ガラスの成分によってはガラスと窒化物膜又は複窒化物膜とが付着することがあり、離型性を確実に確保することができない。また、成形を繰り返すのに伴って、ガラスと窒化物膜又は複窒化物膜との付着が繰り返され、窒化物膜又は複窒化物膜が剥（はく）離してしまい、成形用金型の耐久性が低下してしまう。

本発明は、前記従来の成形用金型の問題点を解決して、離型性を確実に確保することができ、成形用金型の耐久性を高くすることができる成形用金型、その製造方法及び成形方法を提供することを目的とする。

そのために、本発明の成形用金型においては、所定の形状に形成された母材と、該母材の先端面に形成された離型膜とを有する。

そして、該離型膜の最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層が形成される。また、前記酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低いものが選択される。

本発明によれば、成形用金型においては、所定の形状に形成された母材と、該母材の先端面に形成された離型膜とを有する。

そして、該離型膜の最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層が形成される。また、前記酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低いものが選択される。

この場合、離型膜の最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層が形成され、前記酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低いものが選択されるので、成形材料と離型膜とが付着しない。

したがって、離型性を確実に確保することができ、成形用金型の耐久性を高くすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、成形品として、高精度の光学素子、例えば、非球面レンズ等のレンズを成形するための成形用金型及びその製造方法について説明する。

図１は本発明の実施の形態における下型の断面図、図２は本発明の実施の形態におけるプレス成形法を示す第１の図、図３は本発明の実施の形態におけるプレス成形法を示す第２の図である。

図において、１０は成形用金型、１１は第１の成形型としての下型、１２は第２の成形型としての上型、１３は胴型である。前記下型１１は、図示されない支持部材上に配設され、フランジ部１５、及び該フランジ部１５から上方に向けて延びる第１のコア部としての下コア１６を備える。また、前記上型１２は、図示されない型開閉装置によって上下方向に移動自在に支持され、フランジ部１７、及び前記下コア１６と対向させて、かつ、フランジ部１７から下方に向けて延びる第２のコア部としての上コア１８を備える。

そして、前記胴型１３は、前記フランジ部１５上に載置され、下コア１６の全体、及び上コア１８の一部を包囲するように配設され、下型１１と上型１２との心合せをするとともに、上型１２を案内する。そのために、下コア１６及び上コア１８は円柱状の形状を有し、胴型１３は下コア１６及び上コア１８を緊密に覆う円筒体から成り、下コア１６及び上コア１８の外周面と胴型１３の内周面とは摺（しゅう）動させられる。

また、前記下コア１６の上端には、第１の成形面としての下成形面ｓ１が、上コア１８の下端には、第２の成形面としての上成形面ｓ２が形成される。

前記構成の成形用金型１０においてレンズを製造する方法について説明する。

まず、装填（てん）工程において、型開閉装置は、上型１２を上方に移動させ、図示されない装填装置は、前記下型１１と上型１２との間に成形材料としてのガラスから成るプリフォーム２１をセットする。そして、非酸化性ガスの雰囲気下で図示されない加熱装置は、前記成形用金型１０をガラス屈伏点付近まで加熱し、保持する。

続いて、加圧工程において、前記型開閉装置は上型１２を下方に移動させて型閉じを行うとともに、上型１２を下型１１に押し付け、図３に示されるように、プリフォーム２１を圧縮することによって加圧成形する。このとき、上型１２と下型１１とが当接させられ、プリフォーム２１は前記下成形面ｓ１及び上成形面ｓ２の形状に合わせて変形させられる。そして、冷却工程において、プリフォーム２１をガラス転移点まで徐冷した後、更に冷却すると、レンズが成形される。その後、取出工程において、前記型開閉装置は、上型１２を上方に移動させて型開きを行い、レンズを取り出す。

ところで、下型１１、上型１２及び胴型１３については、高温下における使用に耐えられるように高温強度、耐熱性及び耐酸化性が、所望の形状、寸法精度でレンズを成形することができるように加工性が、長期間の使用に耐えられるように耐久性が要求される。また、下型１１及び上型１２については、成型時において軟化したガラスと付着することがないように離型性が、光学特性を良好にするためのレンズの面精度及び粗さを加圧成形を行うだけで得られるように鏡面性が要求される。

そのために、前記下型１１において、図１に示されるように、母材２３として炭化珪素、炭化タングステン等のセラミックスを使用し、前記母材２３の先端面ｓ４をレンズの形状に加工し、鏡面研磨した後、離型性を確保するために、離型膜２４を先端面ｓ４に被覆し、前記下成形面ｓ１を形成するようにしている。前記母材２３として超硬合金を使用することもできる。なお、下型１１及び上型１２は同じ構造を有するので、下型１１についてだけ説明し、上型１２については説明を省略する。

ところで、例えば、前記離型膜２４としてチタン、アルミニウム等の単独の窒化物である窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等から成る窒化物膜、又はチタン、アルミニウム等を組み合わせた複窒化物であるチタンアルミナイトライド（ＴｉＡｌＮ）等から成る複窒化物膜を先端面ｓ４に被覆すると、ガラスの成分によってはガラスと離型膜２４とが付着することがあり、離型性を確実に確保することができない。

すなわち、窒化チタン、窒化アルミニウム、チタンアルミナイトライド等から成る離型膜２４においては、非酸化性ガスの雰囲気下においてプレス成形を行っても、最も外側の表面、すなわち、最表面が酸化してしまう。

例えば、窒化チタン、窒化アルミニウム等から成る離型膜２４の場合、成形温度を６００〔℃〕としたときのギブズの自由エネルギー（Ｇｉｂｂｓ ｆｒｅｅ ｅｎｅｒｇｙ）からみると、熱力学平衡論的に、窒化アルミニウムでは、酸素分圧を１０^-38 〔ａｔｍ〕以下に、窒化チタンでは、酸素分圧を１０^-33 〔ａｔｍ〕以下にしなければ酸化するのを防止することができず、周囲の酸素ポテンシャルに応じて最表面に酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）等が形成されてしまう。

また、チタンアルミナイトライド等から成る離型膜２４の場合、アルミニウムが酸化しやすく、酸化アルミニウムが形成されやすく、該酸化アルミニウムは、残りの窒化物、すなわち、チタンアルミナイトライド、窒化アルミニウム等と反応して複酸窒化物に変化する。

ところで、前記酸化アルミニウムは、酸性酸化物及び塩基性酸化物のいずれとも反応する酸化物、すなわち、両性酸化物として機能するので、ガラスを構成する成分、主として酸化物によっては、ガラスと反応してしまう。

すなわち、酸化物は、イオン強度等によって、酸性の挙動を示す酸性酸化物、中性の挙動を示す中性酸化物、及び塩基性の挙動を示す塩基性酸化物に分類されるが、このうち、酸性酸化物、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）と塩基性酸化物、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）を高温下に置くと、次の式のように、酸化カルシウムがＣａ²⁺（カルシウムイオン）とＯ^2-（酸素イオン）とに解離し、該Ｏ^2-が二酸化珪素に受容される。

ＣａＯ＝Ｃａ²⁺＋Ｏ^2-
ＳｉＯ₂ ＋２Ｏ^2-＝ＳｉＯ₄ ^4-
このように、酸化物においては、酸性酸化物と塩基性酸化物との間で酸素イオンの授受反応が起こる。

表２に、各種の酸化物について、金属元素及び酸素の各イオン半径、並びにイオン強度を示す。

表２において、上方のもの、すなわち、イオン強度の小さいものほど、Ｏ^2-を供給しやすく塩基性の挙動を示し、下方のもの、すなわち、イオン強度の大きいものほど、Ｏ^2-を受容しやすく酸性の挙動を示す。そして、酸化クロム（Ｃｒ₂ Ｏ₃ ）、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）、酸化チタン等は、酸性酸化物と塩基性酸化物との間に位置する中性酸化物であり、中性の挙動を示すが、酸性酸化物に対しては相対的に塩基性の挙動を示し、塩基性酸化物に対しては相対的に酸性の挙動を示し、両性酸化物として機能する。

すなわち、例えば、酸化アルミニウムの場合、塩基性の挙動を示す場合、次のような反応を起こす。

Ａｌ₂ Ｏ₃ ＝２Ａｌ³⁺＋３Ｏ^2-
また、酸性の挙動を示す場合、次のような反応を起こす。

Ａｌ₂ Ｏ₃ ＋３Ｏ^2-＝２ＡｌＯ₃ ^3-
一方、ガラスを構成する成分は、酸性酸化物である酸化ホウ素（Ｂ₂ Ｏ₃ ）、二酸化珪素、酸化リン（Ｐ₂ Ｏ₅ ）等から成る網目構成酸化物、塩基性酸化物である酸化カリウム（Ｋ₂ Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ₂ Ｏ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化カルシウム、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等から成る修飾酸化物、及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）等から成る中性酸化物の各酸化物の混合体によって構成される。前記網目構成酸化物は、ガラスの主成分であり、網目を形成し、融点が高く、軟らかくならない特性を有し、修飾酸化物は、網目を切る作用を有し、ガラスの屈伏点を低くし、加工性がよく、プレス成形に適する特性を有する。

そして、ガラスにおける前記混合体における酸性酸化物の含有量ｑａ（質量で表される。）に対する塩基性酸化物の含有量ｑｂ（質量で表される。）の比で表される塩基度γ
γ＝ｑｂ／ｑａ
は、前記混合体が酸性として挙動するか、又は塩基性として挙動するかを表し、塩基度γが１より高いほど塩基性として挙動しやすく、塩基度γが１より低いほど酸性として挙動しやすい。

ところで、前述されたように離型膜２４に酸化アルミニウム等の中性酸化物が形成され、ガラスと接触すると、ガラスの塩基度γによって、前記中性酸化物は、酸性として挙動する場合、中性として挙動する場合、及び塩基性として挙動する場合がある。このうち、前記中性酸化物が、酸性又は塩基性として挙動する場合、ガラスに付着する。すなわち、例えば、前記中性酸化物は、塩基度γが０．３及び０．５程度のガラスに対しては、塩基性として挙動し、ガラスに付着するが、塩基度γが０．７程度のガラスに対しては、中性として挙動し、ガラスに付着しない。

このように、プレス成形用の成形用金型１０においては、離型膜２４における離型性は、離型膜２４を構成する金属元素の酸化物と、ガラスを構成する酸化物とが反応するかどうかに依存する。

また、レンズの成形中に離型膜２４の酸化が進むと、該離型膜２４の体積が膨張するのに伴って膜応力が高くなり、離型膜２４に微視的破壊が発生してしまう。

そこで、本実施の形態において、前記離型膜２４は、複数の金属元素が酸化物の状態で混在する複酸化物によって形成され、該複酸化物は、離型性を保持するための酸化物、及び酸化を抑制するための酸化物から成り、複酸化物層を構成し、下成形面ｓ１が複酸化物層によって構成される。そして、前記離型性を保持するための酸化物としては、ガラスの塩基度γと対応させて、ガラスとの反応性の低い酸化物が選択され、酸化を抑制するための酸化物としては、耐酸化性が良い緻密な酸化膜を形成する酸化物が選択される。

すなわち、塩基度γが１より小さいガラスの場合、離型性を保持するための酸化物として、イオン強度が大きい酸化物が選択され、塩基度γが１より大きいガラスの場合、離型性を保持するための酸化物として、イオン強度が小さい酸化物が選択される。例えば、塩基度γが０．７５又は０．８５である場合、酸化アルミニウム又は酸化チタンが、塩基度γが０．２７である場合、酸化アルミニウム、酸化チタンのほかに、白金−イリジウム（Ｐｒ−Ｉｒ）、白金−レニウム（Ｐｒ−Ｒｔ）、レニウム−イリジウム（Ｒｔ−Ｉｒ）等の各酸化物が選択される。また、塩基度γが１．１８又は１．２４である場合、酸化クロムが選択される。

ところで、前記複酸化物層は、化学蒸着、物理蒸着等によって形成されるが、母材２３との密着性が高い場合、母材２３に直接被覆され、母材２３との密着性が低い場合、先端面ｓ４に、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム等の単独の窒化物から成る窒化物層、又はこれらを組み合わせた複窒化物から成る複窒化物層を一次処理膜として被覆し、続いて、該一次処理膜に対して適当な酸化処理を施すことができる。この場合、前記離型膜２４の最表面に、酸化処理に伴う二次処理膜として複酸化物から成る複酸化物層が形成される。

その結果、離型膜２４は、母材２３の先端面ｓ４に被覆された窒化物層又は複窒化物層、及び窒化物層又は複窒化物層上に形成された複酸化物層から成る２層構造になり、この場合、下成形面ｓ１が複酸化物層によって構成される。

また、本実施の形態においては、プレス成形が行われるのに伴って、加熱及び冷却の繰返しによって下型１１に熱履歴が加えられるので、母材２３と離型膜２４との熱膨張の差によって、離型膜２４に絶えず応力が発生し、離型膜２４が破損しやすくなる。そこで、前記離型膜２４において、前述されたように、窒化物層又は複窒化物層を一次処理膜として被覆し、続いて、該一次処理膜に対して適当な酸化処理を施し、最表面に、酸化処理に伴う二次処理膜として前記複酸化物層を形成するとともに、該複酸化物層の内側、すなわち、複酸化物層と窒化物層又は複窒化物層との間に、中間層として、複酸化物の金属元素の窒化化合物及び酸素から成る酸素拡散層を形成することができる。

その結果、離型膜２４は、先端面ｓ４に被覆された窒化物層又は複窒化物層、該窒化物層又は複窒化物層上に形成された酸素拡散層、及び該酸素拡散層上に形成された複酸化物層から成る３層構造になり、この場合、下成形面ｓ１が複酸化物層によって構成される。なお、前記酸素拡散層は、アルミニウム、チタン、酸素及び窒素の成分から成り、内側ほど、すなわち、前記複酸化物層から複窒化物層にかけて酸素の濃度が徐々に低くなる。また、前記窒化物層又は複窒化物層は、前記複酸化物の金属元素を含む窒化物又は複窒化物で形成される。本実施の形態においては、複酸化物の金属元素としてアルミニウム及びチタンが使用されるが、アルミニウム、ジルコニウム、チタン及びクロム（Ｃｒ）のうちの二つの成分を使用することができる。

このように、複酸化物層が離型性を保持するための酸化物を含むので、離型性を確実に確保することができ、成形用金型の耐久性を高くすることができる。また、複酸化物層が酸化を抑制するための酸化物を含むので、レンズの成形中に、離型膜２４の体積が膨張することがなく、離型膜２４の膜応力が高くならず、離型膜２４に微視的破壊が発生するのを防止することができる。

図４は本発明の実施の形態におけるチタンアルミナイトライドの酸化特性を示す図、図５は本発明の実施の形態における離型膜の成分の分析結果を示す図である。なお、図４において、横軸に温度を、縦軸に酸化に伴う重量増加を、図５において、横軸にスパッタリング時間を、縦軸に元素分率を採ってある。

炭化珪素から成る母材２３（図１）を所望の形状に加工した後、レンズの形状になるように先端面ｓ４を鏡面研磨し、該先端面ｓ４にスパッタリング法によって２００〔ｍｍ〕の厚さの複窒化物層であるチタンアルミナイトライド層を形成して被覆し、金型原型を形成した。次に、酸素濃度を１０〜５０〔ｐｐｍ〕にして、残部が窒素から成る非酸化性ガスの雰囲気下において、前記金型原型を６００〔℃〕の処理温度で１時間加熱した。その結果、最表面に厚さが約２０〔ｎｍ〕の酸化アルミニウム及び酸化チタンから成る複酸化物層が、該複酸化物層の内側に厚さが約３０〔ｎｍ〕の酸素拡散層が形成され、該酸素拡散層の内側に残りのチタンアルミナイトライド層が形成された。

なお、酸素濃度が１０〔ｐｐｍ〕より低いと、酸化アルミニウムとチタンアルミナイトライドとが混合した状態の膜が形成され、離型性を各種のガラスに対して確保することができなくなってしまう。したがって、酸素濃度を１０〔ｐｐｍ〕以上にするのが好ましい。また、図４に示されるように、処理温度が５００〔℃〕より低いとチタンアルミナイトライドの酸化が行われず、８００〔℃〕より高いと、チタンアルミナイトライドが急激に酸化され、下成形面ｓ１にこぶ状の酸化物が形成されてしまうことがある。そこで、前述されたように、処理温度は５００〜７００〔℃〕の範囲に設定するのが好ましい。

前記離型膜２４をオージェ電子分光分析法によって深さ方向に分析した結果、図５に示されるような分析結果を得ることができた。この場合、アルゴンイオンで離型膜２４の表面をスパッタリングし、各スパッタリング時間ごとの各成分の量を元素分率で表してある。なお、分析時のスパッタリング速度は、二酸化珪素に換算して１０．１〔ｎｍ／ｍｉｎ〕にした。窒素の元素分率のラインと酸素の元素分率のラインとが交差するスパッタリング時間に基づいて前記複酸化物層の厚さを算出した。

次に、３種類のガラス１〜３を使用し、実施例及び比較例１〜３について離型膜２４の離型性について評価した。表３にガラス１〜３の主成分（ガラス１においては二酸化珪素、酸化ホウ素、酸化カリウム、酸化バリウム及び酸化ナトリウム、ガラス２においては二酸化珪素、酸化ホウ素、酸化カリウム及び酸化バリウム、ガラス３においては二酸化珪素、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₃ ）、酸化ホウ素、酸化カリウム、酸化ナトリウム及び酸化バリウム）、塩基度γ及び成形温度を、表４にガラス１〜３と実施例及び比較例１〜３の離型膜との付着の有無を、表５にガラス１〜３を使用して非酸化性ガスの雰囲気下で実際の成形を行ったときの実施例及び比較例１及び２の離型膜の耐久性をショット数で示す。いずれのガラス１〜３も塩基度γは１より小さく、酸性の挙動を示す。なお、前記金型原型の６００〔℃〕の処理温度は、ガラス１〜３のうちの最も高いガラス２の成形温度に相当する。

また、比較例１は、複酸化物層の形成されないチタンアルミナイトライド層だけからなる離型膜を備えた成形用金型を、比較例２は、実質的に酸化アルミニウムと複窒化物とが混合した状態の層から成る離型膜を備えた成形用金型を、比較例３は、最表面に酸化クロムの層が形成された窒化クロムの層から成る離型膜を備えた成形用金型を使用した。

なお、表４において付着の有無を判定するに当たり、前記各離型膜が形成された円板状のサンプルを使用した。そして、該サンプル上にガラス１〜３を置き、非酸化性ガスの雰囲気下でサンプル及びガラスを加熱した後、ガラス１〜３と離型膜との付着の有無をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察した。比較例１及び２においては、ガラス１及び２で付着が有り、比較例３においては、すべてのガラス１〜３で付着が有ったのに対して、実施例においては、すべてのガラス１〜３で付着が無く、離型性が良好であることが分かる。すなわち、実施例においては、最表面に酸化アルミニウム及び酸化チタンから成る複酸化物層が形成されるが、表２に示されるように、酸化アルミニウムより酸性側に位置する酸化チタンによって離型性が確保される。これに対して、比較例３においては、最表面に酸化アルミニウムより塩基性側に位置する酸化クロムの層が形成されるので、すべてのガラス１〜３と離型膜とが付着した。

また、表５に示されるように、実施例においては、すべてガラス1 〜３において、２０００〔ショット〕以上の耐久性を確認することができた。

このように、実施例においては、離型性を保持するための酸化物として酸化チタンが、プレス成形が行われる際に発生する不要な酸化を抑制するための酸化物として酸化アルミニウが使用される。

なお、塩基度が１より大きいガラスを使用した場合、酸化アルミニウムより塩基性側の酸化物、例えば、酸化クロム、及び他の金属元素（例えば、アルミニウム又はチタン）の酸化物から成る複酸化物を使用することができる。その場合、離型性を保持するための酸化物として酸化クロムが、プレス成形が行われる際に発生する不要な酸化を抑制するための酸化物として酸化アルミニウム又は酸化チタンが使用される。

このように、複酸化物を構成する成分の組合せは、塩基度γ、酸化物のイオン強度及び耐酸化性等に基づいて選択される。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態における下型の断面図である。 本発明の実施の形態におけるプレス成形法を示す第１の図である。 本発明の実施の形態におけるプレス成形法を示す第２の図である。 本発明の実施の形態におけるチタンアルミナイトライドの酸化特性を示す図である。 本発明の実施の形態における離型膜の成分の分析結果を示す図である。

符号の説明

１０ 成形用金型
２３ 母材
２４ 離型膜
ｓ１ 下成形面
ｓ２ 上成形面
ｓ４ 先端面

Claims (9)

1. （ａ）所定の形状に形成された母材と、
   （ｂ）該母材の先端面に形成された離型膜とを有するとともに、
   （ｃ）該離型膜の最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層が形成され、
   （ｄ）前記酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて、成形材料との反応性の低いものが選択されることを特徴とする成形用金型。
2. 前記複酸化物層の内側に酸素拡散層が形成される請求項１に記載の成形用金型。
3. 前記酸素拡散層は、前記複酸化物層の金属元素の窒化化合物及び酸素から成る請求項２に記載の成形用金型。
4. 前記酸素拡散層の内側に複窒化物層が形成される請求項２又は３に記載の成形用金型。
5. 前記複窒化物層は、複酸化物層の金属元素を含む複窒化物から成る請求項４に記載の成形用金型。
6. 前記複酸化物層の金属元素は、アルミニウム、ジルコニウム、チタン及びクロムのうちの二つである請求項１に記載の成形用金型。
7. （ａ）前記複酸化物層の金属元素はアルミニウム及びチタンであり、
   （ｂ）前記酸素拡散層はアルミニウム、チタン、窒素及び酸素の成分から成り、
   （ｃ）前記酸素の濃度は、内側ほど低くされ、
   （ｄ）前記複窒化物はチタンアルミナイトライドである請求項４〜６のいずれか１項に記載の成形用金型。
8. （ａ）母材に複窒化物層を被覆し、
   （ｂ）該複窒化物層を、所定の濃度の酸素、及び所定の濃度の非酸化性ガスから成る雰囲気下で加熱し、
   （ｃ）最表面に、複数の金属元素の酸化物から成る複酸化物層を形成するとともに、
   （ｄ）前記酸化物は、成形品の成形材料の塩基度に対応させて選択されることを特徴とする成形用金型の製造方法。
9. （ａ）所定の塩基度を有する成形材料を、前記塩基度に対応させて選択され、成形材料との反応性が低い酸化物から成る複酸化物層が形成された成形用金型にセットし、
   （ｂ）型開閉装置を作動させて前記成形用金型によって前記成形材料を圧縮し、
   （ｃ）前記成形用金型において、成形材料をガラス転移点まで冷却して成形品を成形し、
   （ｄ）前記成形用金型を開いて成形品を取り出すことを特徴とする成形方法。
   

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