JP2740607B2 - ガラス成形用型とその製造方法 - Google Patents
ガラス成形用型とその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス光学素子などを
プレス成形により製造するための成形型とその製造方法
に関する。
プレス成形により製造するための成形型とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】レンズやプリズム等のガラス光学素子を
製造するのに、加熱軟化したガラス素材をプレス成形す
ることにより製造する方法が近年急速に発展している。
このプレス成形で用いられる成形型の成形面表面には、
通常、ガラスの成形型への融着を防ぎ、高精度に加工さ
れた成形型を保護することを目的として離型膜が形成さ
れている。よって、この離型膜には成形型との密着性、
ガラスとの離型性、耐酸化性、平滑性、高硬度等の膜特
性が要求される。
製造するのに、加熱軟化したガラス素材をプレス成形す
ることにより製造する方法が近年急速に発展している。
このプレス成形で用いられる成形型の成形面表面には、
通常、ガラスの成形型への融着を防ぎ、高精度に加工さ
れた成形型を保護することを目的として離型膜が形成さ
れている。よって、この離型膜には成形型との密着性、
ガラスとの離型性、耐酸化性、平滑性、高硬度等の膜特
性が要求される。
【０００３】従来、これらの要求に対して金属、セラミ
ックス等からなる型基体表面に種々の材料からなる離型
膜を形成することが提案がされている。例えば、特公平
３−６１６１７号公報には、セラミックよりなる型基体
の表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を被覆し、その上に窒化
ホウ素を被覆してなる光学素子成形金型が、また、特公
平３−６１６１５号公報にはｃＢＮ及びａＢＮの混在し
た薄膜を形成した光学素子成形金型へ適応する事が提案
されている。その他にも、特開平２−１２０２４５号公
報および特開平２−２４３５２３号公報には基体の表面
に炭化物、窒化物から成る中間層を形成し、その上に硬
質カーボン膜またはダイヤモンド膜が被覆された光学素
子成形金型が提案されている。
ックス等からなる型基体表面に種々の材料からなる離型
膜を形成することが提案がされている。例えば、特公平
３−６１６１７号公報には、セラミックよりなる型基体
の表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を被覆し、その上に窒化
ホウ素を被覆してなる光学素子成形金型が、また、特公
平３−６１６１５号公報にはｃＢＮ及びａＢＮの混在し
た薄膜を形成した光学素子成形金型へ適応する事が提案
されている。その他にも、特開平２−１２０２４５号公
報および特開平２−２４３５２３号公報には基体の表面
に炭化物、窒化物から成る中間層を形成し、その上に硬
質カーボン膜またはダイヤモンド膜が被覆された光学素
子成形金型が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】上記の従来技術にお
いて、カーボンまたはダイヤモンドからなる離型膜は、
ＢＫ７等の鉛を含有しないガラス材料のプレス成形には
適しており、１０００回以上の成形耐久性を得ている。
ところが、ＳＦ６等のように鉛を含有したガラス材料の
プレス成形では、ガラス成分中の鉛がカーボン膜または
ダイヤモンド膜の炭素により還元され、成形したガラス
光学素子の表面に微少量析出し、表面を白濁させ、表面
粗さを低下させてしまう。更に、この析出鉛により離型
膜の表面には引っかき傷が無数に発生し、離型膜の耐久
性を著しく劣化させていた。
いて、カーボンまたはダイヤモンドからなる離型膜は、
ＢＫ７等の鉛を含有しないガラス材料のプレス成形には
適しており、１０００回以上の成形耐久性を得ている。
ところが、ＳＦ６等のように鉛を含有したガラス材料の
プレス成形では、ガラス成分中の鉛がカーボン膜または
ダイヤモンド膜の炭素により還元され、成形したガラス
光学素子の表面に微少量析出し、表面を白濁させ、表面
粗さを低下させてしまう。更に、この析出鉛により離型
膜の表面には引っかき傷が無数に発生し、離型膜の耐久
性を著しく劣化させていた。
【０００５】また一方、ＢＮの離型膜は、ＳＦ６等のよ
うにＢを含有しないガラス材料のプレス成形には適して
おり、１０００回以上の成形耐久性を得ている。ところ
が、ＢＫ７等のＢを含有するガラス材料では、ＢＮ膜の
表面に生成した酸化ホウ素層とガラスとが反応する。そ
して、ガラスの付着により離型膜の表面粗さを低下さ
せ、耐久性を著しく劣化させていた。
うにＢを含有しないガラス材料のプレス成形には適して
おり、１０００回以上の成形耐久性を得ている。ところ
が、ＢＫ７等のＢを含有するガラス材料では、ＢＮ膜の
表面に生成した酸化ホウ素層とガラスとが反応する。そ
して、ガラスの付着により離型膜の表面粗さを低下さ
せ、耐久性を著しく劣化させていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来における
上記の問題点を解消するために離型膜の種類について検
討を重ねた結果、離型膜を窒化炭素により構成すること
により、ダイヤモンドと同等以上の高い硬度を有すると
ともに、鉛含有のガラスの成形においても何ら問題のな
いことを見出し、本発明に至った。
上記の問題点を解消するために離型膜の種類について検
討を重ねた結果、離型膜を窒化炭素により構成すること
により、ダイヤモンドと同等以上の高い硬度を有すると
ともに、鉛含有のガラスの成形においても何ら問題のな
いことを見出し、本発明に至った。
【０００７】更に、上記成形用型を製造する方法とし
て、型基体が設置された反応室内に窒素含有ガスと炭素
含有ガスからなる反応ガスを導入するとともに、前記型
基体を３００〜１０００℃の温度に加熱すると同時に、
該型基体表面に紫外線レーザ光を照射することにより、
前記窒素含有ガスと炭素含有ガスとを反応せしめ、前記
型基板表面に窒化炭素を含有する離型膜を形成するか、
または炭素あるいは炭素を含有する物質を蒸着源より蒸
発させ、型基体表面に炭素を蒸着すると同時に、窒素イ
オンあるいは窒素含有イオンを前記型基体表面に照射
し、前記型基体表面に窒化炭素からなる離型膜を形成す
ることを特徴とするものである。
て、型基体が設置された反応室内に窒素含有ガスと炭素
含有ガスからなる反応ガスを導入するとともに、前記型
基体を３００〜１０００℃の温度に加熱すると同時に、
該型基体表面に紫外線レーザ光を照射することにより、
前記窒素含有ガスと炭素含有ガスとを反応せしめ、前記
型基板表面に窒化炭素を含有する離型膜を形成するか、
または炭素あるいは炭素を含有する物質を蒸着源より蒸
発させ、型基体表面に炭素を蒸着すると同時に、窒素イ
オンあるいは窒素含有イオンを前記型基体表面に照射
し、前記型基体表面に窒化炭素からなる離型膜を形成す
ることを特徴とするものである。
【０００８】以下、本発明を詳述する。本発明によれ
ば、ガラス成形用型のガラス成形面に窒化炭素からなる
硬質をガラスの離型膜として形成する。窒化炭素とは、
一般式ＣｘＮｙで表され、ｘが１〜６、ｙが１〜８の範
囲の化合物であり、典型的な化合物としては、Ｃ3 Ｎ4
が知られている。この窒化炭素からなる離型膜は０．１
〜５μｍの厚みで形成されることが望ましい。
ば、ガラス成形用型のガラス成形面に窒化炭素からなる
硬質をガラスの離型膜として形成する。窒化炭素とは、
一般式ＣｘＮｙで表され、ｘが１〜６、ｙが１〜８の範
囲の化合物であり、典型的な化合物としては、Ｃ3 Ｎ4
が知られている。この窒化炭素からなる離型膜は０．１
〜５μｍの厚みで形成されることが望ましい。
【０００９】一方、本発明のガラス成形用型における型
基体は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、超硬合金、Ｃｒ2 Ｏ
3 などから構成され、その表面粗さは平均表面粗さＲａ
で１μｍ以下であることが望ましく、表面粗さが大きく
なると窒化炭素膜との密着性が低下し窒化炭素膜の硬度
が低下するためである。
基体は、炭化ケイ素、窒化ケイ素、超硬合金、Ｃｒ2 Ｏ
3 などから構成され、その表面粗さは平均表面粗さＲａ
で１μｍ以下であることが望ましく、表面粗さが大きく
なると窒化炭素膜との密着性が低下し窒化炭素膜の硬度
が低下するためである。
【００１０】さらに、窒化炭素は熱膨張係数が３〜５×
１０-6／℃の化合物であるが、型基体との熱膨張差が大
きい場合、型基体と窒化炭素からなる離型膜の間に炭素
やケイ素などからなる中間層を形成すると、熱膨張差な
どに起因する離型膜の剥離を防止することができる。例
えば、型基体として炭化珪素焼結体を選択した場合に
は、中間層として窒化ケイ素を形成すればよい。
１０-6／℃の化合物であるが、型基体との熱膨張差が大
きい場合、型基体と窒化炭素からなる離型膜の間に炭素
やケイ素などからなる中間層を形成すると、熱膨張差な
どに起因する離型膜の剥離を防止することができる。例
えば、型基体として炭化珪素焼結体を選択した場合に
は、中間層として窒化ケイ素を形成すればよい。
【００１１】次に、本発明のガラス形成用型の製造方法
について説明する。図１は、本発明における製造方法の
一実施例である光ＣＶＤ装置の概略図を示した。図１
中、１はガラス成形用型基体、２は反応室、３は加熱ヒ
ータである。
について説明する。図１は、本発明における製造方法の
一実施例である光ＣＶＤ装置の概略図を示した。図１
中、１はガラス成形用型基体、２は反応室、３は加熱ヒ
ータである。
【００１２】本発明によれば、型基体１は加熱ヒータ３
により加熱され、また、紫外線レーザ装置４からレーザ
光がレーザ光導入窓５を介して型基体１表面に照射され
ている。そこに、炭素含有ガスと窒素含有ガスからなる
反応ガスをキャリアガスとともに反応室２内へ導入す
る。反応室内に導入された反応ガスは型基体表面で加熱
およびレーザ光の照射により励起され、炭素含有ガスと
窒素含有ガスはそれぞれ分解され、炭素原子と窒素原子
が生成され、これらの結合により窒化炭素が生成され、
型基体表面に析出する。
により加熱され、また、紫外線レーザ装置４からレーザ
光がレーザ光導入窓５を介して型基体１表面に照射され
ている。そこに、炭素含有ガスと窒素含有ガスからなる
反応ガスをキャリアガスとともに反応室２内へ導入す
る。反応室内に導入された反応ガスは型基体表面で加熱
およびレーザ光の照射により励起され、炭素含有ガスと
窒素含有ガスはそれぞれ分解され、炭素原子と窒素原子
が生成され、これらの結合により窒化炭素が生成され、
型基体表面に析出する。
【００１３】この時の成膜条件として、型基体１は３０
０〜１０００℃に加熱され、また反応室２内の圧力は
０．１〜２００ｔｏｒｒに設定される。この時の型基体
の温度が上記範囲を逸脱すると窒化炭素は生成されな
い。また、成膜において用いられる炭素含有ガスとして
は、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ4 、Ｃ2 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ
4 Ｈ10、ＣＯ2 およびＣＯなどが挙げられ、窒素含有ガ
スとしては、Ｎ2 、ＮＨ3 、Ｎ2Ｈ4 などが用いられる
が、炭素と窒素の両者を含有するＣＨ3 ＮＨ4 、ＮＨ
（ＣＨ3 ）2 、Ｎ2 Ｈ2 （ＣＨ3 ）2 およびＮ（Ｃ
Ｈ3 ）3 などを用いると１種類のガスで炭素含有ガスと
窒素含有ガスを兼ね備えることもできる。これらの反応
ガス中の炭素と窒素量はＣ：Ｎ＝１〜１０：１０〜１の
範囲となるように制御される。
０〜１０００℃に加熱され、また反応室２内の圧力は
０．１〜２００ｔｏｒｒに設定される。この時の型基体
の温度が上記範囲を逸脱すると窒化炭素は生成されな
い。また、成膜において用いられる炭素含有ガスとして
は、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ4 、Ｃ2 Ｈ6 、Ｃ3 Ｈ8 、Ｃ
4 Ｈ10、ＣＯ2 およびＣＯなどが挙げられ、窒素含有ガ
スとしては、Ｎ2 、ＮＨ3 、Ｎ2Ｈ4 などが用いられる
が、炭素と窒素の両者を含有するＣＨ3 ＮＨ4 、ＮＨ
（ＣＨ3 ）2 、Ｎ2 Ｈ2 （ＣＨ3 ）2 およびＮ（Ｃ
Ｈ3 ）3 などを用いると１種類のガスで炭素含有ガスと
窒素含有ガスを兼ね備えることもできる。これらの反応
ガス中の炭素と窒素量はＣ：Ｎ＝１〜１０：１０〜１の
範囲となるように制御される。
【００１４】次に、本発明のガラス成形用型の他の製造
方法としてイオンビームスパッタ法について説明する。
図２はイオンビームスパッタ装置の概略配置図である。
図中、１１は型基体、１２はターゲット、１３はイオン
ビームスパッタ用イオン源、１４はイオン照射用イオン
源である。かかる装置によれば、ターゲット１２として
黒鉛、ＣｒＣ，ＴｉＣ，ＴａＣ，ポリイミド樹脂などの
炭素または炭素含有物質を設置し、そこに、イオンビー
ムスパッタ用イオン源１３よりＡｒやＸｅなどのイオン
ビームを照射してターゲットから黒鉛を蒸発させ、型基
体１１の表面に蒸着させる。それと同時にイオン照射用
イオン源１４からアルゴンなどの不活性ガスからなるキ
ャリアガスと、窒素含有ガスとの混合ガスのイオンを照
射することにより、型基体の表面にて炭素イオンと窒素
イオンが結合し窒化炭素が生成される。
方法としてイオンビームスパッタ法について説明する。
図２はイオンビームスパッタ装置の概略配置図である。
図中、１１は型基体、１２はターゲット、１３はイオン
ビームスパッタ用イオン源、１４はイオン照射用イオン
源である。かかる装置によれば、ターゲット１２として
黒鉛、ＣｒＣ，ＴｉＣ，ＴａＣ，ポリイミド樹脂などの
炭素または炭素含有物質を設置し、そこに、イオンビー
ムスパッタ用イオン源１３よりＡｒやＸｅなどのイオン
ビームを照射してターゲットから黒鉛を蒸発させ、型基
体１１の表面に蒸着させる。それと同時にイオン照射用
イオン源１４からアルゴンなどの不活性ガスからなるキ
ャリアガスと、窒素含有ガスとの混合ガスのイオンを照
射することにより、型基体の表面にて炭素イオンと窒素
イオンが結合し窒化炭素が生成される。
【００１５】なお、この時の反応室内の圧力は１０-4〜
１０-6ｔｏｒｒ、基体温度は２５〜５００℃、型基体に
照射するイオンのエネルギーは０．１〜４０ｋｅＶに設
定される。また、蒸着速度とイオンビーム照射量を制御
することにより容易に窒化炭素のＣ／Ｎ比を制御するこ
とができる。
１０-6ｔｏｒｒ、基体温度は２５〜５００℃、型基体に
照射するイオンのエネルギーは０．１〜４０ｋｅＶに設
定される。また、蒸着速度とイオンビーム照射量を制御
することにより容易に窒化炭素のＣ／Ｎ比を制御するこ
とができる。
【００１６】このイオンビームスパッタ法によれば、窒
化炭素の生成を行う前に、蒸着速度とイオン照射時のイ
オンエネルギーを比較的高くすることによりイオンを基
板表面に埋め込むことがで、これにより型基体と離型膜
の間に基体成分と膜成分との混合層を形成することがで
き、かかる中間層上に窒化炭素膜を生成することにより
窒化炭素離型膜の型基体への付着強度を向上させること
ができる。
化炭素の生成を行う前に、蒸着速度とイオン照射時のイ
オンエネルギーを比較的高くすることによりイオンを基
板表面に埋め込むことがで、これにより型基体と離型膜
の間に基体成分と膜成分との混合層を形成することがで
き、かかる中間層上に窒化炭素膜を生成することにより
窒化炭素離型膜の型基体への付着強度を向上させること
ができる。
【００１７】さらに、窒化炭素の成膜を行う前に、２Ｋ
ｅＶ程度のイオンビームのみを基体に照射すると、型基
体表面に付着した汚れを除去することができる。
ｅＶ程度のイオンビームのみを基体に照射すると、型基
体表面に付着した汚れを除去することができる。
【００１８】また、上記イオンビームスパッタ法によれ
ば、上記の構成に加え、ターゲットとして金属炭化物、
金属窒化物あるいは有機樹脂を用い、窒化炭素の生成と
これらの蒸着を同時に行うと、窒化炭素と金属炭化物、
金属窒化物あるいは金属炭窒化物との複合体膜を形成す
ることもできる。
ば、上記の構成に加え、ターゲットとして金属炭化物、
金属窒化物あるいは有機樹脂を用い、窒化炭素の生成と
これらの蒸着を同時に行うと、窒化炭素と金属炭化物、
金属窒化物あるいは金属炭窒化物との複合体膜を形成す
ることもできる。
【００１９】
【作用】この窒化炭素は、炭素原子と窒素原子とが強い
化学結合した化合物であり、それ自体、ヌープ硬度３０
００ｋｇ／ｍｍ2 以上、場合により５０００ｋｇ／ｍｍ
2 以上のダイヤモンド膜と同等の硬度を有している。本
発明によれば、かかる窒化炭素をガラス成形面に離型膜
として形成することにより、ダイヤモンド膜を形成した
場合と同様にプレス成形時に傷が入り難く、優れた耐久
性を付与することができる。しかも、かかる構成によれ
ば、膜中の炭素が窒素と強固に結合しており、ダイヤモ
ンドと比較してガラスに対する還元作用が非常に小さい
ために、従来成形できなかった鉛を含有した光学ガラス
のプレス成形を可能にするものである。
化学結合した化合物であり、それ自体、ヌープ硬度３０
００ｋｇ／ｍｍ2 以上、場合により５０００ｋｇ／ｍｍ
2 以上のダイヤモンド膜と同等の硬度を有している。本
発明によれば、かかる窒化炭素をガラス成形面に離型膜
として形成することにより、ダイヤモンド膜を形成した
場合と同様にプレス成形時に傷が入り難く、優れた耐久
性を付与することができる。しかも、かかる構成によれ
ば、膜中の炭素が窒素と強固に結合しており、ダイヤモ
ンドと比較してガラスに対する還元作用が非常に小さい
ために、従来成形できなかった鉛を含有した光学ガラス
のプレス成形を可能にするものである。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ ガラス光学素子成形型の型基体１としてＳｉＣ（炭化ケ
イ素）焼結体を用い、その成形面にＣＶＤ法により予め
下地層としてＳｉＣ膜を厚さ数１００μｍ形成した後、
ＳｉＣ膜の表面をＲａ＝１ｎｍ以下になるように鏡面仕
上げした。この基体１を図１の光ＣＶＤ装置の反応室２
にセットし、真空ポンプ６にて真空引きした後、加熱ヒ
ータ３により５５０℃に加熱した。そこに、Ｃ2 Ｈ2 ガ
ス、ＣＨ4 ガス、ＮＨ3 ガス、Ｈ2 ガスの反応ガス７を
反応室２に導入した。そして反応室外より紫外線レーザ
４をミラー８、レーザ光導入窓５を介して型基体１の表
面に照射した。レーザ光導入窓５にはレーザ導入窓保護
ガスとして水素ガス１０を２０ＳＣＣＭの流量で流し、
また真空引きの際の排気ガスは排ガス処理設備９で処理
した。
イ素）焼結体を用い、その成形面にＣＶＤ法により予め
下地層としてＳｉＣ膜を厚さ数１００μｍ形成した後、
ＳｉＣ膜の表面をＲａ＝１ｎｍ以下になるように鏡面仕
上げした。この基体１を図１の光ＣＶＤ装置の反応室２
にセットし、真空ポンプ６にて真空引きした後、加熱ヒ
ータ３により５５０℃に加熱した。そこに、Ｃ2 Ｈ2 ガ
ス、ＣＨ4 ガス、ＮＨ3 ガス、Ｈ2 ガスの反応ガス７を
反応室２に導入した。そして反応室外より紫外線レーザ
４をミラー８、レーザ光導入窓５を介して型基体１の表
面に照射した。レーザ光導入窓５にはレーザ導入窓保護
ガスとして水素ガス１０を２０ＳＣＣＭの流量で流し、
また真空引きの際の排気ガスは排ガス処理設備９で処理
した。
【００２１】上記光ＣＶＤ法において、表１に示すよう
に原料ガスの輸送条件を変えて緻密で平坦な成膜を行っ
た。成膜した膜に対して、Ｘ線回折測定による結晶相の
同定、ＡＥＳによる膜組成、ヌープ硬度およびＳＦ６
（鉛含有ガラス）によるプレス成形耐久試験を行い、プ
レスしたガラスの表面が白濁するまでの回数を測定し、
その結果を表１に示した。
に原料ガスの輸送条件を変えて緻密で平坦な成膜を行っ
た。成膜した膜に対して、Ｘ線回折測定による結晶相の
同定、ＡＥＳによる膜組成、ヌープ硬度およびＳＦ６
（鉛含有ガラス）によるプレス成形耐久試験を行い、プ
レスしたガラスの表面が白濁するまでの回数を測定し、
その結果を表１に示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】測定の結果、いずれの膜にも窒化炭素の結
晶相が検出された。また、表１に示されるように、いず
れも高い硬度を有し、鉛含有ガラスのプレス成形におい
ても鉛の析出な全く認められず、いずれも１０００回以
上のプレス耐久性能が得られ、ガラスとの離型性に優れ
たものであった。
晶相が検出された。また、表１に示されるように、いず
れも高い硬度を有し、鉛含有ガラスのプレス成形におい
ても鉛の析出な全く認められず、いずれも１０００回以
上のプレス耐久性能が得られ、ガラスとの離型性に優れ
たものであった。
【００２４】実施例２ ガラス成形用型基体として超硬合金を用い、これを図２
のイオンビームスパッタ装置内に設置した。ターゲット
１２に黒鉛をセットし反応室を１０-6ｔｏｒｒ以下に真
空引きした。イオンビームスパッタ用イオン源１３より
Ａｒイオンビームをターゲット１２に照射し、型基体１
１の表面に黒鉛を約１ｎｍ／ｍｉｎの蒸着速度で蒸着す
ると同時にイオン照射用イオン源１４からＡｒ／Ｎ2 ＝
０．３の混合ガスのイオンを４０ｋｅＶの加速電圧で照
射し、ミキシング時間を表２のように変えて型表面にｉ
−カーボンからなる中間層を厚みを変えて種々成膜し
た。
のイオンビームスパッタ装置内に設置した。ターゲット
１２に黒鉛をセットし反応室を１０-6ｔｏｒｒ以下に真
空引きした。イオンビームスパッタ用イオン源１３より
Ａｒイオンビームをターゲット１２に照射し、型基体１
１の表面に黒鉛を約１ｎｍ／ｍｉｎの蒸着速度で蒸着す
ると同時にイオン照射用イオン源１４からＡｒ／Ｎ2 ＝
０．３の混合ガスのイオンを４０ｋｅＶの加速電圧で照
射し、ミキシング時間を表２のように変えて型表面にｉ
−カーボンからなる中間層を厚みを変えて種々成膜し
た。
【００２５】成膜を行った。その後、Ａｒ／Ｎ2 ＝０．
３の混合ガスのイオンを１０ｋｅＶの加速電圧で照射し
ながら、Ｃ／Ｎ組成比が約０．７５になるように蒸着速
度を制御して、窒化炭素膜を約３００ｎｍの厚さに成膜
した。そして、ミキシング処理時間の異なる複数の膜に
ついてヌープ硬度を測定し、表２に示した。
３の混合ガスのイオンを１０ｋｅＶの加速電圧で照射し
ながら、Ｃ／Ｎ組成比が約０．７５になるように蒸着速
度を制御して、窒化炭素膜を約３００ｎｍの厚さに成膜
した。そして、ミキシング処理時間の異なる複数の膜に
ついてヌープ硬度を測定し、表２に示した。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２によれば、ミキシング処理を行うこと
により窒化炭素膜の硬度が向上した。これは、離型膜の
型基体との密着性が上昇したためと考えられる。
により窒化炭素膜の硬度が向上した。これは、離型膜の
型基体との密着性が上昇したためと考えられる。
【００２８】更に、上記と同様な条件にて成膜するに当
たり、基体の種類とその表面の表面粗さの影響を調べ
た。窒化炭素の成膜条件は表２の試料Ｎo.４と同じで行
った。
たり、基体の種類とその表面の表面粗さの影響を調べ
た。窒化炭素の成膜条件は表２の試料Ｎo.４と同じで行
った。
【００２９】このときの型基体の表面粗さとヌープ硬
度、ガラス成形耐久試験における耐久回数（ＳＦ６等の
鉛を含有した光学材料のプレス成形回数）との関係を調
べ、その結果を表３に示した。
度、ガラス成形耐久試験における耐久回数（ＳＦ６等の
鉛を含有した光学材料のプレス成形回数）との関係を調
べ、その結果を表３に示した。
【００３０】
【表３】
【００３１】表３によれば、基体の表面粗さＲａが約１
００ｎｍ以下であるとミキシング効果がよく得られ、離
型性の良い膜が得られた。また、この離型膜は、ヌープ
硬度３０００〜４０００ｋｇ／ｍｍ2 の高硬度な窒化炭
素薄膜であり、成形耐久回数は１０００回以上の優れた
ものであった。
００ｎｍ以下であるとミキシング効果がよく得られ、離
型性の良い膜が得られた。また、この離型膜は、ヌープ
硬度３０００〜４０００ｋｇ／ｍｍ2 の高硬度な窒化炭
素薄膜であり、成形耐久回数は１０００回以上の優れた
ものであった。
【００３２】実施例３ 実施例２と同じ装置を用いて、黒鉛、ＣｒＣ、ＴｉＣ、
ＴａＣおよびポリイミド樹脂の５種類の中から１種また
は２種を選択し、これをイオンビームスパッタ用ターゲ
ットとして、照射イオンおよびそのイオンエネルギーを
表４に示す条件に設定して成膜を行った。その他の成膜
条件は表３の試料Ｎo.１２と同様である。得られた膜に
対してＸ線回折測定により膜中の結晶相の同定を行い、
さらに、ヌープ硬度およびプレス成形耐久回数を測定し
た。結果は表４に示した。
ＴａＣおよびポリイミド樹脂の５種類の中から１種また
は２種を選択し、これをイオンビームスパッタ用ターゲ
ットとして、照射イオンおよびそのイオンエネルギーを
表４に示す条件に設定して成膜を行った。その他の成膜
条件は表３の試料Ｎo.１２と同様である。得られた膜に
対してＸ線回折測定により膜中の結晶相の同定を行い、
さらに、ヌープ硬度およびプレス成形耐久回数を測定し
た。結果は表４に示した。
【００３３】
【表４】
【００３４】表４から明らかなように、窒化炭素からな
る膜、または窒化炭素と金属炭窒化物からなる複合体膜
が生成され、しかもこれらの膜はいずれもヌープ硬度３
０００〜４０００ｋｇ／ｍｍ2 の高い硬度を有し、しか
もガラス成形において耐久回数は１０００回以上と優れ
た離型膜であることがわかった。
る膜、または窒化炭素と金属炭窒化物からなる複合体膜
が生成され、しかもこれらの膜はいずれもヌープ硬度３
０００〜４０００ｋｇ／ｍｍ2 の高い硬度を有し、しか
もガラス成形において耐久回数は１０００回以上と優れ
た離型膜であることがわかった。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ガラス成形面に離型膜として窒化炭素を含有する硬質膜
を形成することにより、優れたプレス耐久性を付与する
ことができる。しかも、ＳＦ６等の鉛を含有した光学材
料のプレス成形においても、鉛と化学的に反応しないた
め、鉛の析出がなく鉛を含有した光学ガラスのプレスの
成形を可能にした。
ガラス成形面に離型膜として窒化炭素を含有する硬質膜
を形成することにより、優れたプレス耐久性を付与する
ことができる。しかも、ＳＦ６等の鉛を含有した光学材
料のプレス成形においても、鉛と化学的に反応しないた
め、鉛の析出がなく鉛を含有した光学ガラスのプレスの
成形を可能にした。
【図１】本発明の実施例における光ＣＶＤ法による成膜
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図２】本発明の実施例におけるイオンビームスパッタ
法による成膜装置の概略図である。
法による成膜装置の概略図である。
【符号の説明】 １、１１ 型基体 ２ 反応室 ３ 加熱ヒータ ４ 紫外線レーザ １２ ターゲット １３ イオンビームスパッタ用イオン源 １４ イオン照射用イオン源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−243523（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−120245（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−253021（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−240959（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72003（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−61617（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−61615（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】型基体のガラス成形面に窒化炭素を含有す
る離型膜を形成したことを特徴とするガラス成形用型。 - 【請求項２】型基体が設置された反応室内に窒素含有ガ
スと炭素含有ガスからなる反応ガスを導入するととも
に、前記型基体を３００〜１０００℃の温度に加熱する
と同時に、該型基体表面に紫外線レーザ光を照射するこ
とにより、前記窒素含有ガスと炭素含有ガスとを反応せ
しめ、前記型基板表面に窒化炭素を含有する離型膜を形
成することを特徴とするガラス成形用型の製造方法。 - 【請求項３】炭素あるいは炭素を含有する物質を蒸着源
より蒸発させ、型基体表面に炭素を蒸着すると同時に、
窒素イオンあるいは窒素含有イオンを前記型基体表面に
照射し、前記型基体表面に窒化炭素を含有する離型膜を
形成することを特徴とするガラス成形用型の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327703A JP2740607B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | ガラス成形用型とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4327703A JP2740607B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | ガラス成形用型とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06171962A JPH06171962A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2740607B2 true JP2740607B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=18202041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4327703A Expired - Fee Related JP2740607B2 (ja) | 1992-12-08 | 1992-12-08 | ガラス成形用型とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2740607B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101705696B1 (ko) * | 2015-11-12 | 2017-02-13 | 한국광기술원 | 3d 프린터 |
-
1992
- 1992-12-08 JP JP4327703A patent/JP2740607B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101705696B1 (ko) * | 2015-11-12 | 2017-02-13 | 한국광기술원 | 3d 프린터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06171962A (ja) | 1994-06-21 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |