JPH02129035A - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
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- JPH02129035A JPH02129035A JP27905188A JP27905188A JPH02129035A JP H02129035 A JPH02129035 A JP H02129035A JP 27905188 A JP27905188 A JP 27905188A JP 27905188 A JP27905188 A JP 27905188A JP H02129035 A JPH02129035 A JP H02129035A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
-
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
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- C03B2215/26—Mixtures of materials covered by more than one of the groups C03B2215/16 - C03B2215/24, e.g. C-SiC, Cr-Cr2O3, SIALON
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学素子成形用型に関する。
一般に、光学ガラスを加熱プレスにより成形して所望の
光学素子を得ることが広く行われている。
光学素子を得ることが広く行われている。
ところで、この加熱プレス手段による場合は、成形用型
の離型性の良いことが非常に重要であり、この離型性は
成形用型の材料が有するガラス漏れ性（ガラスとの接着
力）に大きく依存している。
の離型性の良いことが非常に重要であり、この離型性は
成形用型の材料が有するガラス漏れ性（ガラスとの接着
力）に大きく依存している。
従来、光学素子成形用型としては、金属材料からなる型
基材の表面に窒化チタン（ＴＩＮ）層を形成したもの（
特開昭５９−１２３６２９号公報）、型基材の表面にク
ロム（Ｃｒ）メツキを施したもの、成形用型全体を５ｕ
ｓ４００系ステンレス鋼で形成したもの等が用いられて
いた。
基材の表面に窒化チタン（ＴＩＮ）層を形成したもの（
特開昭５９−１２３６２９号公報）、型基材の表面にク
ロム（Ｃｒ）メツキを施したもの、成形用型全体を５ｕ
ｓ４００系ステンレス鋼で形成したもの等が用いられて
いた。
（発明が解決しようとする諜Ｂ）
しかし、上記従来の光学素子成形用型にあっては、高温
下（５００°Ｃ以上）での連続成形においてガラスとの
離型性が悪く、その結果としてガラスとの融着を生じて
しまった。また、メツキ等を施した成形用型の場合には
、表面硬度が低いために傷が付き易く、また変形も生じ
易かった。すなわち、従来の光学素子成形用型は、金型
寿命が著しく短いという問題があった。
下（５００°Ｃ以上）での連続成形においてガラスとの
離型性が悪く、その結果としてガラスとの融着を生じて
しまった。また、メツキ等を施した成形用型の場合には
、表面硬度が低いために傷が付き易く、また変形も生じ
易かった。すなわち、従来の光学素子成形用型は、金型
寿命が著しく短いという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、離型性が良好で型の鏡面性を保持できるとともに、適
当な硬度を有した光学素子成形用型を提供することを目
的とする。
、離型性が良好で型の鏡面性を保持できるとともに、適
当な硬度を有した光学素子成形用型を提供することを目
的とする。
〔課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも成形
面に、チタン（Ｔｉ）窒化物、チタン（Ｔｉ）酸化物、
アルミニウム（Ａｎ）窒化物およびアルミニウム（Ａｊ
り酸化物の混合体からなる薄膜層を形成して光学素子成
形用型を構成した。
面に、チタン（Ｔｉ）窒化物、チタン（Ｔｉ）酸化物、
アルミニウム（Ａｎ）窒化物およびアルミニウム（Ａｊ
り酸化物の混合体からなる薄膜層を形成して光学素子成
形用型を構成した。
ガラスが漏れにくい材料の条件としては、熱力学的に安
定でかつ不活性でなければならない。熱力学的に安定で
かつ不活性な単体は、酸化物になった場合でも、その特
性を維持できる。そこで、まず、熱力学的に安定でかつ
不活性な単体としてＴｉおよびＡｌを選択した。また、
熱力学的に安定か否かは、標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギ
ーにより判断できる０表１に６種の物質の標準生成Ｇｉ
ｂｂｓエネルギー（ΔＧ）を示す。
定でかつ不活性でなければならない。熱力学的に安定で
かつ不活性な単体は、酸化物になった場合でも、その特
性を維持できる。そこで、まず、熱力学的に安定でかつ
不活性な単体としてＴｉおよびＡｌを選択した。また、
熱力学的に安定か否かは、標準生成Ｇｉｂｂｓエネルギ
ーにより判断できる０表１に６種の物質の標準生成Ｇｉ
ｂｂｓエネルギー（ΔＧ）を示す。
表 １
（Ｔ−２９８Ｋ）
表１から判るように、窒化物に比べて酸化物の方が熱力
学的に安定であり、Ａｌｘｅｓ、ＴｉＯｘを用いること
とした。
学的に安定であり、Ａｌｘｅｓ、ＴｉＯｘを用いること
とした。
本発明において、Ｔｉ窒化物、Ｔｉ酸化物、Ａｌ窒化物
およびＡｌ酸化物の混合体からなる薄膜層を形成するに
は、ＴｉとＡｌとの金属間化合物を被覆材料とし、金属
またはセラミックス等からなる金型の表面に、例えばス
パッタリング法により被着する。
およびＡｌ酸化物の混合体からなる薄膜層を形成するに
は、ＴｉとＡｌとの金属間化合物を被覆材料とし、金属
またはセラミックス等からなる金型の表面に、例えばス
パッタリング法により被着する。
上記構成の光学素子成形用型によれば、 Ｔｉ窒化物と
Ａｌ窒化物（例えばＴｉＮとＡＩＮ＞とにより、硬度お
よび表面粗度特性を保持し、Ｔｉ酸化物と、６／！ｆａ
化物（例えばＴ ｉ Ｏｚ トＡ ｌ ｚ Ｏｓ ）
（！： ニより、良好な離型性を確保し、ガラスとの融
着を防止する。
Ａｌ窒化物（例えばＴｉＮとＡＩＮ＞とにより、硬度お
よび表面粗度特性を保持し、Ｔｉ酸化物と、６／！ｆａ
化物（例えばＴ ｉ Ｏｚ トＡ ｌ ｚ Ｏｓ ）
（！： ニより、良好な離型性を確保し、ガラスとの融
着を防止する。
（第１実施例）
本実施例の光学素子成形用型は、第１図に示すようなも
ので、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる型基材１の成形面
１ａには、薄膜１）２が形成されている。
ので、炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる型基材１の成形面
１ａには、薄膜１）２が形成されている。
薄膜層２の表面は、表面粗度Ｒｍａｘ−０，０８μ憬以
下に研摩加工仕上げされており、この表面により直接光
学素子を成形する。また、薄膜層２は、Ｔｉ窒化物、Ｔ
ｉ酸化物、Ａｆｆｉ窒化物およびＡｌ酸化物の混合体に
より形成されている。
下に研摩加工仕上げされており、この表面により直接光
学素子を成形する。また、薄膜層２は、Ｔｉ窒化物、Ｔ
ｉ酸化物、Ａｆｆｉ窒化物およびＡｌ酸化物の混合体に
より形成されている。
Ｐ！膜層２は、スパッタリング法により形成され、蒸着
材料は、重量組成比でＴｉ：Ａｌ＝７：３のＴｉ−Ａｊ
！化合物を用いた。かかるＴｉ−Ａｊ！化合物を蒸着す
ることにより、薄膜層２の原子組成比は、Ｔｉ：Ａｊ！
：Ｎ：Ｏ＝２：１：１：１．５〜ｔ：ｔ＋ｘ：ｔ、ｓと
なった。 また、薄膜層２の膜厚は、！！！械的膜厚ｄ
＝１μｍとした。
材料は、重量組成比でＴｉ：Ａｌ＝７：３のＴｉ−Ａｊ
！化合物を用いた。かかるＴｉ−Ａｊ！化合物を蒸着す
ることにより、薄膜層２の原子組成比は、Ｔｉ：Ａｊ！
：Ｎ：Ｏ＝２：１：１：１．５〜ｔ：ｔ＋ｘ：ｔ、ｓと
なった。 また、薄膜層２の膜厚は、！！！械的膜厚ｄ
＝１μｍとした。
上記実施例の光学素子成形用型における薄膜層２の表面
硬度を微小硬度計により測定したところ、ビッカース硬
度Ｈｖ ＝ １３３０ｋｇｆ／ｍ＋ａ！（２５ｇｆ荷重
）であり、良好な硬度を有していた。
硬度を微小硬度計により測定したところ、ビッカース硬
度Ｈｖ ＝ １３３０ｋｇｆ／ｍ＋ａ！（２５ｇｆ荷重
）であり、良好な硬度を有していた。
また、光学素子成形用型は、特に高温状態においてプレ
ス成形を行う場合には、高温耐酸化性、高温酸化安定か
つ不活性、表面粗度、硬度等の特性要求を満足すること
を基本とし、成形時の離型性の良いことが第一の要求で
ある。そこで、上記実施例の光学素子成形用型を用いて
、フリント系光学ガラスを金型温度５００°Ｃ以上で連
続成形を行ったところ、５０００ショット以上経過して
も良好な離型性を有し、ガラスの融着は発生しなかった
。
ス成形を行う場合には、高温耐酸化性、高温酸化安定か
つ不活性、表面粗度、硬度等の特性要求を満足すること
を基本とし、成形時の離型性の良いことが第一の要求で
ある。そこで、上記実施例の光学素子成形用型を用いて
、フリント系光学ガラスを金型温度５００°Ｃ以上で連
続成形を行ったところ、５０００ショット以上経過して
も良好な離型性を有し、ガラスの融着は発生しなかった
。
さらに、表面粗度、硬度もほとんど変化が認められなか
った。また、光学顕微鏡（Ｘ２００）で拡大して観察し
たところ、クランク等の発生は一切認められなかった。
った。また、光学顕微鏡（Ｘ２００）で拡大して観察し
たところ、クランク等の発生は一切認められなかった。
表２は、離型性２表面粗度および硬度の測定結果を示す
。
。
表２
（第２実施例）
超硬合金からなる型基材の成形面に、Ｔｉ窒化物、Ｔｉ
酸化物、Ａｆｉ窒化物およびＡ１酸化物の混合体からな
る薄膜層を形成した。薄膜層の表面は、表面粗度Ｒｍａ
ｘ−０，０４μｍ以下に研磨加工仕上げされており、こ
の表面により直接光学素子を成形する。
酸化物、Ａｆｉ窒化物およびＡ１酸化物の混合体からな
る薄膜層を形成した。薄膜層の表面は、表面粗度Ｒｍａ
ｘ−０，０４μｍ以下に研磨加工仕上げされており、こ
の表面により直接光学素子を成形する。
薄膜層は、イオンビームスパッタリング法により形成さ
れ、蒸着材料は、前記第１実施例と同様に重量組成比で
Ｔｉ：Ａｊ！＝７ ： ３のＴｉ−Ａ１化合物を用いた
。また、薄膜層の原子組成比および膜厚も、第１実施例
と同様であった。 本実陥例の光学素子成形用型におけ
る薄膜層の表面硬度を微小硬度針により測定したところ
、ビッカース硬度Ｈシー１２８０ｋｇｆ／漏ｗ”（２５
ｇ４荷重）であり、良好な硬度を有していた。
れ、蒸着材料は、前記第１実施例と同様に重量組成比で
Ｔｉ：Ａｊ！＝７ ： ３のＴｉ−Ａ１化合物を用いた
。また、薄膜層の原子組成比および膜厚も、第１実施例
と同様であった。 本実陥例の光学素子成形用型におけ
る薄膜層の表面硬度を微小硬度針により測定したところ
、ビッカース硬度Ｈシー１２８０ｋｇｆ／漏ｗ”（２５
ｇ４荷重）であり、良好な硬度を有していた。
また、本実施例の光学素子成形用型を用いてフリント系
光学ガラスを金型温度５００℃以上で連続成形を行った
ところ、５０００ショット以上経過しても良好な離型性
を有し、ガラスの融着は発生しなかった。上記表２中に
、本実施例の光学素子成形用型の特性を示す。
光学ガラスを金型温度５００℃以上で連続成形を行った
ところ、５０００ショット以上経過しても良好な離型性
を有し、ガラスの融着は発生しなかった。上記表２中に
、本実施例の光学素子成形用型の特性を示す。
また、比較のために、５ｕｓ４００系ステンレス鋼また
はモリブデン（ＭＯ）により型基材を形成しかつその成
形面にＴＩＮの薄膜層を形成した従来例のものについて
、前記各実施例のものと同様に成形を行った場合の結果
を表２中に示した。
はモリブデン（ＭＯ）により型基材を形成しかつその成
形面にＴＩＮの薄膜層を形成した従来例のものについて
、前記各実施例のものと同様に成形を行った場合の結果
を表２中に示した。
なお、上記各実施例では、蒸着材料のＴｉ−Ａｎ化合物
の重量組成比をＴｉ ：Ａｊ２−Ｔ Ｆ ３としたが、
本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、Ｔｉ
：Ａ／！−９：１〜５：５の重量組成比をもつＴｉ−Ａ
ｊ２化合物であれば良好な薄膜層を得ることができる。
の重量組成比をＴｉ ：Ａｊ２−Ｔ Ｆ ３としたが、
本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、Ｔｉ
：Ａ／！−９：１〜５：５の重量組成比をもつＴｉ−Ａ
ｊ２化合物であれば良好な薄膜層を得ることができる。
Ｔｉ：Ａｊ！−９：１よりＡ１が少ない場合には、Ａ
１ ！ ０１生成による濡れ性効果が低減してしまう。
１ ！ ０１生成による濡れ性効果が低減してしまう。
一方、Ｔｉ；Ａｌ−５：５よりＡＮが多い場合には、蒸
着材料としてのＴｉ−Ａｆｆｉ化合物の生成が困難で、
特にＴｉとＡｌとが均一に混じり合わず、またＡ ｌ
ｔ Ｏｓ生成時の発熱により、溶融、混合させ、徐冷す
る際、溶融るつぼごと割れてしまい、さらに溶融時、Ａ
１の大半が溶融るつぼに酸化反応状態でこびりついてし
まう。
着材料としてのＴｉ−Ａｆｆｉ化合物の生成が困難で、
特にＴｉとＡｌとが均一に混じり合わず、またＡ ｌ
ｔ Ｏｓ生成時の発熱により、溶融、混合させ、徐冷す
る際、溶融るつぼごと割れてしまい、さらに溶融時、Ａ
１の大半が溶融るつぼに酸化反応状態でこびりついてし
まう。
また、上記各実施例では、薄ＩＩＪ１の膜厚をｄ−１ｕ
ＩＩとしたが、ｄ −０，５〜１．５μ閣の膜厚であれ
ば良好である。
ＩＩとしたが、ｄ −０，５〜１．５μ閣の膜厚であれ
ば良好である。
以上のように、本発明の光学素子成形用型によれば、少
なくとも成形面に、Ｔ１窒化物、チタン酸化物、Ａ１窒
化物およびＡｉ、酸化物の混合体からなる薄膜層を形成
しているので、離型性が良好であり、また表面粗度、硬
度および密着性も良好で、型寿命が著しく長くなる。
なくとも成形面に、Ｔ１窒化物、チタン酸化物、Ａ１窒
化物およびＡｉ、酸化物の混合体からなる薄膜層を形成
しているので、離型性が良好であり、また表面粗度、硬
度および密着性も良好で、型寿命が著しく長くなる。
図は本発明の光学素子成形用型の第１実施例を示す縦断
面図である。 １・・・型基材 １ａ・・・成形面 ２・・・薄膜層 ｌ・・・型基材 １ａ・・・成形面 ２・・・Ｅｉｌｌ１層
面図である。 １・・・型基材 １ａ・・・成形面 ２・・・薄膜層 ｌ・・・型基材 １ａ・・・成形面 ２・・・Ｅｉｌｌ１層
Claims (1)
- （１）少なくとも成形面に、チタン窒化物、チタン酸化
物、アルミニウム窒化物およびアルミニウム酸化物の混
合体からなる薄膜層を形成したことを特徴とする光学素
子成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27905188A JPH02129035A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27905188A JPH02129035A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 光学素子成形用型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129035A true JPH02129035A (ja) | 1990-05-17 |
Family
ID=17605715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27905188A Pending JPH02129035A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02129035A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03153533A (ja) * | 1989-11-13 | 1991-07-01 | Canon Inc | 光学素子成形用型 |
| WO1992012646A1 (en) * | 1991-01-24 | 1992-08-06 | Berghe Rene Van Den | Improved apparatus for granular cracker production |
| US5467693A (en) * | 1991-01-24 | 1995-11-21 | Van Den Berghe; Rene | Production of granular crackers |
| WO2015087742A1 (ja) * | 2013-12-12 | 2015-06-18 | Hoya株式会社 | 研磨用ガラス光学素子ブランク用成形型、並びに、研磨用ガラス光学素子ブランクおよび光学素子の製造方法 |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP27905188A patent/JPH02129035A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2505897B2 (ja) * | 1989-11-13 | 1996-06-12 | キヤノン株式会社 | 光学素子成形用型 |
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