JPH06345459A - 光学素子の成形用型 - Google Patents
光学素子の成形用型Info
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- JPH06345459A JPH06345459A JP15640393A JP15640393A JPH06345459A JP H06345459 A JPH06345459 A JP H06345459A JP 15640393 A JP15640393 A JP 15640393A JP 15640393 A JP15640393 A JP 15640393A JP H06345459 A JPH06345459 A JP H06345459A
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- JP
- Japan
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- molding
- optical element
- mold
- glass
- temperature
- Prior art date
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- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/11—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
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- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
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- C03B2215/17—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals comprising one or more of the noble meals, i.e. Ag, Au, platinum group metals
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- C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温でガラスと反応せず、高温高圧力かつ急
激な温度変化にも耐えられる、耐久性の良好な光学素子
の成形用型を提供する。 【構成】 光学素子の成形用型の母材として、超硬合金
もしくはサーメットもしくはセラミックスを用い、上記
母材の光学素子成形面上に、中間層を介して、薄い白金
層を設けたことを特徴とする。
激な温度変化にも耐えられる、耐久性の良好な光学素子
の成形用型を提供する。 【構成】 光学素子の成形用型の母材として、超硬合金
もしくはサーメットもしくはセラミックスを用い、上記
母材の光学素子成形面上に、中間層を介して、薄い白金
層を設けたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、プレスを用いて、ガラス
素材から光学素子を成形する際に使用する成形用型に関
するものである。
素材から光学素子を成形する際に使用する成形用型に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、非球面レンズや複雑な形状のガラ
ス光学素子を比較的容易に得る方法として、プレスを用
いた加圧成形法が、広く実施されている。この方法で、
ガラス光学素子を得るには、成形用型をかなり高い温度
まで加熱する必要があり、プレスによる加圧成形の際
に、成形用型の成形面とガラス素材との間の反応によ
り、融着や曇りなどの欠陥を生じる。それを防止するた
めに、成形用素材表面には、反応防止層を設けるなどの
手段が採用されていた。しかし、このような方法では、
すべての成形用型の母材について反応防止層を設ける必
要があり、これが製品のコストアップをもたらすことに
なる。
ス光学素子を比較的容易に得る方法として、プレスを用
いた加圧成形法が、広く実施されている。この方法で、
ガラス光学素子を得るには、成形用型をかなり高い温度
まで加熱する必要があり、プレスによる加圧成形の際
に、成形用型の成形面とガラス素材との間の反応によ
り、融着や曇りなどの欠陥を生じる。それを防止するた
めに、成形用素材表面には、反応防止層を設けるなどの
手段が採用されていた。しかし、このような方法では、
すべての成形用型の母材について反応防止層を設ける必
要があり、これが製品のコストアップをもたらすことに
なる。
【０００３】確かに、ガラスモールドの長所を十分生か
すには、成形用素材表面に対して表面処理などを行なう
ことなく、なるべく、ローコストで製品を供給できるこ
とが望まれる。そのためには、反応防止層が型表面にあ
り、耐久性に優れ、長期間にわたって変形などの欠陥が
発生しないことが必要である。
すには、成形用素材表面に対して表面処理などを行なう
ことなく、なるべく、ローコストで製品を供給できるこ
とが望まれる。そのためには、反応防止層が型表面にあ
り、耐久性に優れ、長期間にわたって変形などの欠陥が
発生しないことが必要である。
【０００４】その一つの手段として、成形用型の成形面
を、白金あるいは貴金属系合金、あるいは、それらと窒
化物、炭化物、酸化物、ホウ化物との混合体で構成する
ことが、既に、数多く提案されている。
を、白金あるいは貴金属系合金、あるいは、それらと窒
化物、炭化物、酸化物、ホウ化物との混合体で構成する
ことが、既に、数多く提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、環境問題がクロ
ーズアップされており、フリント系ガラスを無鉛化する
方向が打ち出されている。これを満足するために、無鉛
化フリント系ガラスについては、その成分に、Ｐｂを含
まない代わりに、アルカリ系元素（Ｎａ，Ｋなど）、そ
の他の金属元素を含んでいる。それらの元素、特に、ア
ルカリ系元素は、高温での成形中にガラス表面から放出
され、成形用型の金属成分（窒化物、炭化物、酸化物、
ホウ化物）と反応して、成形品に曇りあるいは融着欠陥
を発生させるおそれがある。そこで、Ｐｔと貴金属との
合金を採用することもなされたが、ここでは、高圧力
（ガラス成形圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ2 以上）かつ、短
時間での温度の上昇・下降の繰り返し（約１００℃／分
以上；最高温度５５０℃以上）を連続して行うと、その
耐久性が著しく損なわれる。
ーズアップされており、フリント系ガラスを無鉛化する
方向が打ち出されている。これを満足するために、無鉛
化フリント系ガラスについては、その成分に、Ｐｂを含
まない代わりに、アルカリ系元素（Ｎａ，Ｋなど）、そ
の他の金属元素を含んでいる。それらの元素、特に、ア
ルカリ系元素は、高温での成形中にガラス表面から放出
され、成形用型の金属成分（窒化物、炭化物、酸化物、
ホウ化物）と反応して、成形品に曇りあるいは融着欠陥
を発生させるおそれがある。そこで、Ｐｔと貴金属との
合金を採用することもなされたが、ここでは、高圧力
（ガラス成形圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ2 以上）かつ、短
時間での温度の上昇・下降の繰り返し（約１００℃／分
以上；最高温度５５０℃以上）を連続して行うと、その
耐久性が著しく損なわれる。
【０００６】
【本発明の目的】したがって、本発明の目的は、高温で
ガラスと反応せず、高温高圧力かつ急激な温度変化にも
耐えられる、耐久性の良好な光学素子の成形用型を提供
することにある。
ガラスと反応せず、高温高圧力かつ急激な温度変化にも
耐えられる、耐久性の良好な光学素子の成形用型を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
光学素子の成形用型の母材として、超硬合金もしくはサ
ーメットもしくはセラミックスを用い、上記母材の光学
素子成形面上に、中間層を介して、薄い白金層を設けた
ことを特徴とする。
光学素子の成形用型の母材として、超硬合金もしくはサ
ーメットもしくはセラミックスを用い、上記母材の光学
素子成形面上に、中間層を介して、薄い白金層を設けた
ことを特徴とする。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の成形用型を製造する実施例
を、より具体的に説明する。 ［実施例１］先ず、本発明の光学素子成形用型の製造に
用いる装置を図３に示す。ここで、符号１０は真空槽、
１１は白金（Ｐｔ）ターゲット、１３は基板ホルダー、
１４は成形用型の母材、１５は基板加熱ヒーター、１６
はスパッタ用Ａｒガスの導入口、１８は真空排気口、１
９はシャッター、２０はターゲットに印加する高周波電
源、２１は基板バイアス用直流電源である。
を、より具体的に説明する。 ［実施例１］先ず、本発明の光学素子成形用型の製造に
用いる装置を図３に示す。ここで、符号１０は真空槽、
１１は白金（Ｐｔ）ターゲット、１３は基板ホルダー、
１４は成形用型の母材、１５は基板加熱ヒーター、１６
はスパッタ用Ａｒガスの導入口、１８は真空排気口、１
９はシャッター、２０はターゲットに印加する高周波電
源、２１は基板バイアス用直流電源である。
【０００９】しかして、Ｐｔ膜を形成する時は、有機溶
剤により、成形面を清浄にした母材１４を、その成形面
をＰｔターゲット１１に向けて、基板ホルダー１３に配
置する。なお、本実施例において用いる型母材の表面に
は、中間層としてＴｉＮが１μｍの厚さで、予め、被覆
されている。
剤により、成形面を清浄にした母材１４を、その成形面
をＰｔターゲット１１に向けて、基板ホルダー１３に配
置する。なお、本実施例において用いる型母材の表面に
は、中間層としてＴｉＮが１μｍの厚さで、予め、被覆
されている。
【００１０】その後、排気口１８より真空排気して、真
空槽を５×１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空にする共に、基板
加熱ヒーター１５により、型母材１４を約３００℃に加
熱、昇温する。次に、スパッタ用Ａｒガスを、Ａｒガス
導入口１６から６×１０-3Ｔｏｒｒになる迄、導入し、
また、基板バイアス用電源２１により、基板に１００Ｖ
の負電圧を印加し、高周波電源２０により、ターゲット
１１に１．５ｋＷの電力を印加して、放電を開始する。
その後、シャッター１９を開けて、成形面に白金の成膜
を開始する。
空槽を５×１０-6Ｔｏｒｒ程度の真空にする共に、基板
加熱ヒーター１５により、型母材１４を約３００℃に加
熱、昇温する。次に、スパッタ用Ａｒガスを、Ａｒガス
導入口１６から６×１０-3Ｔｏｒｒになる迄、導入し、
また、基板バイアス用電源２１により、基板に１００Ｖ
の負電圧を印加し、高周波電源２０により、ターゲット
１１に１．５ｋＷの電力を印加して、放電を開始する。
その後、シャッター１９を開けて、成形面に白金の成膜
を開始する。
【００１１】そして、所定時間を経過した後に、シャッ
ターを閉めて、成膜を完了する。図４には、この方法に
よる成膜時間とＰｔ膜厚との関係が示されている。図４
より明らかなように、成形面は、成膜時間３０分で、約
１μｍの膜厚になり、膜厚と成膜時間とは、ほぼ比例関
係を示すことが確認できた。
ターを閉めて、成膜を完了する。図４には、この方法に
よる成膜時間とＰｔ膜厚との関係が示されている。図４
より明らかなように、成形面は、成膜時間３０分で、約
１μｍの膜厚になり、膜厚と成膜時間とは、ほぼ比例関
係を示すことが確認できた。
【００１２】次に、本発明により構成された光学素子成
形用型で、ガラスレンズを成形した実施態様について述
べる。ここでは、所望の形状、表面状態に加工された超
硬合金の型母材に対して、ＴｉＮを中間層として、１μ
ｍ被覆した上に、更に、Ｐｔを１μｍの膜厚で被覆した
ものを使用する（図１を参照）。なお、本発明との比較
例として、前記中間層の上に、Ｓｉ＋Ｎ量が３０原子％
であるＰｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜を、１μｍの膜厚で被覆した
ものを用意した。
形用型で、ガラスレンズを成形した実施態様について述
べる。ここでは、所望の形状、表面状態に加工された超
硬合金の型母材に対して、ＴｉＮを中間層として、１μ
ｍ被覆した上に、更に、Ｐｔを１μｍの膜厚で被覆した
ものを使用する（図１を参照）。なお、本発明との比較
例として、前記中間層の上に、Ｓｉ＋Ｎ量が３０原子％
であるＰｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜を、１μｍの膜厚で被覆した
ものを用意した。
【００１３】これらの成形用型を用いて、図８に示す成
形装置により、それぞれ、ガラス光学素子の加圧成形を
行った。なお、図２において、符号１０２は成形装置、
１０４は取入れ用置換室であり、１０６は成形室であ
り、１１０は取り出し用置換室である。また、符号１１
２、１１４はゲートバルブであり、１１８はレールであ
り、１２０はレール１１８上を矢印Ａ方向に搬送される
パレットである。また、１２４、１３８、１４０、１５
０はシリンダであり、１２６、１５２はバルブである。
更に、１２８は、成形室１０６内において、レール１１
８に沿って配列されているヒーターである。
形装置により、それぞれ、ガラス光学素子の加圧成形を
行った。なお、図２において、符号１０２は成形装置、
１０４は取入れ用置換室であり、１０６は成形室であ
り、１１０は取り出し用置換室である。また、符号１１
２、１１４はゲートバルブであり、１１８はレールであ
り、１２０はレール１１８上を矢印Ａ方向に搬送される
パレットである。また、１２４、１３８、１４０、１５
０はシリンダであり、１２６、１５２はバルブである。
更に、１２８は、成形室１０６内において、レール１１
８に沿って配列されているヒーターである。
【００１４】成形室１０６内は、パレット搬送方向に沿
って、順に加熱ゾーン１０６−１、プレスゾーン１０６
−２、および、徐冷ゾーン１０６−３に分けられてい
る。プレスゾーン１０６−２においては、上記シリンダ
１３８のロッド１３４の下端に成形用上型部材１３０が
固定されており、上記シリンダ１４０のロッド１３６の
上端に成形用下型部材１３２が固定されている。これら
上型部材１３０および下型部材１３２は本発明による成
形用型部材である。
って、順に加熱ゾーン１０６−１、プレスゾーン１０６
−２、および、徐冷ゾーン１０６−３に分けられてい
る。プレスゾーン１０６−２においては、上記シリンダ
１３８のロッド１３４の下端に成形用上型部材１３０が
固定されており、上記シリンダ１４０のロッド１３６の
上端に成形用下型部材１３２が固定されている。これら
上型部材１３０および下型部材１３２は本発明による成
形用型部材である。
【００１５】ここでは、クラウン系ガラスＢＡＬ４２
（軟化点Ｓｐ＝６７２℃、ガラス転移点Ｔｇ＝５５０
℃）を、予め、所定の形状および寸法に粗加工して、成
形のためのブランクを得て置く。そして、このガラスブ
ランクを、パレット１２０に設置し、取入れ置換室１０
４内の１２０−１の位置へ入れ、該位置のパレットを、
シリンダ１２４のロッド１２２の動作により、Ａ方向に
押し、ゲートバルブ１１２を越えて、成形室１０６内の
１２０−２の位置へと搬送する。以下同様に、所定のタ
イミングで、ガラスブランクを、順次、新たに取入れ
て、置換室１０４内にパレットと共に移送し、更に、成
形室１０６内では、符号１２０−２で示す位置から１２
０−８の位置へと順次搬送する。この間に、加熱ゾーン
１０６−１ではヒーター１２８により、ガラスブランク
を徐々に加熱し、プレスゾーン１０６−２へと搬送し、
ここで、シリンダ１３８、１４０を作動させて、上型部
材１３０および下型部材１３２の間にガラスブランクを
導入し、２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力および所定の温度
で、１分間程度、プレス成形する。そして、その後に、
加圧力を解除し、成形品をガラス転移点近辺まで冷却
し、次いで、シリンダ１３８、１４０を作動させて、上
下型部材１３０および１３２を互いに開離し、ガラス成
形品を離型し、取り出す。
（軟化点Ｓｐ＝６７２℃、ガラス転移点Ｔｇ＝５５０
℃）を、予め、所定の形状および寸法に粗加工して、成
形のためのブランクを得て置く。そして、このガラスブ
ランクを、パレット１２０に設置し、取入れ置換室１０
４内の１２０−１の位置へ入れ、該位置のパレットを、
シリンダ１２４のロッド１２２の動作により、Ａ方向に
押し、ゲートバルブ１１２を越えて、成形室１０６内の
１２０−２の位置へと搬送する。以下同様に、所定のタ
イミングで、ガラスブランクを、順次、新たに取入れ
て、置換室１０４内にパレットと共に移送し、更に、成
形室１０６内では、符号１２０−２で示す位置から１２
０−８の位置へと順次搬送する。この間に、加熱ゾーン
１０６−１ではヒーター１２８により、ガラスブランク
を徐々に加熱し、プレスゾーン１０６−２へと搬送し、
ここで、シリンダ１３８、１４０を作動させて、上型部
材１３０および下型部材１３２の間にガラスブランクを
導入し、２００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力および所定の温度
で、１分間程度、プレス成形する。そして、その後に、
加圧力を解除し、成形品をガラス転移点近辺まで冷却
し、次いで、シリンダ１３８、１４０を作動させて、上
下型部材１３０および１３２を互いに開離し、ガラス成
形品を離型し、取り出す。
【００１６】なお、この実施例では、上記プレス成形に
際しては、上記パレットが成形用胴型部材として利用さ
れている。また、その後に、徐冷ゾーン１０６−３で
は、ガラス成形品を徐々に冷却している。なお、成形室
１０６内には、不活性ガスを充満させて置く。成形室１
０６内において、１２０−８の位置に到達したパレット
を、次の搬送ではゲートバルブ１１６を越えて取り出
し、置換室１１０内の１２０−１０の位置へと搬送す
る。そして、次の搬送時には、シリンダ１５０を作動さ
せて、ロッド１４８によりガラス成形品を成形装置１０
２外へ取り出すのである。
際しては、上記パレットが成形用胴型部材として利用さ
れている。また、その後に、徐冷ゾーン１０６−３で
は、ガラス成形品を徐々に冷却している。なお、成形室
１０６内には、不活性ガスを充満させて置く。成形室１
０６内において、１２０−８の位置に到達したパレット
を、次の搬送ではゲートバルブ１１６を越えて取り出
し、置換室１１０内の１２０−１０の位置へと搬送す
る。そして、次の搬送時には、シリンダ１５０を作動さ
せて、ロッド１４８によりガラス成形品を成形装置１０
２外へ取り出すのである。
【００１７】この実験に用いた成形用型の温度サイクル
は図５に示す通りである。成形用型に対しては、ガラス
投入温度５３０℃から成形温度６２０℃まで、ガラスブ
ランクを１分間で昇温（昇温速度９０℃／分）し、ま
た、１分間のプレス後、６２０℃から離型温度５５０℃
まで、１分間で降温（降温速度７０℃／分）するような
温度制御がなされる。
は図５に示す通りである。成形用型に対しては、ガラス
投入温度５３０℃から成形温度６２０℃まで、ガラスブ
ランクを１分間で昇温（昇温速度９０℃／分）し、ま
た、１分間のプレス後、６２０℃から離型温度５５０℃
まで、１分間で降温（降温速度７０℃／分）するような
温度制御がなされる。
【００１８】以上の条件で、連続１，０００回のプレス
成形を行なった結果は、第１表に示す通りである。この
実験では、連続５００回近辺より、Ｐｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜
を成形面に備えた成形用型の離型性が悪くなり、連続約
７００回より、そのガラス成形品に曇不良が発生した。
しかし、Ｐｔ膜を成形面に備えた成形用型では、連続
１，０００回のプレス成形の結果において、成形品に曇
りや、融着不良がなく、離型も良好であった。
成形を行なった結果は、第１表に示す通りである。この
実験では、連続５００回近辺より、Ｐｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜
を成形面に備えた成形用型の離型性が悪くなり、連続約
７００回より、そのガラス成形品に曇不良が発生した。
しかし、Ｐｔ膜を成形面に備えた成形用型では、連続
１，０００回のプレス成形の結果において、成形品に曇
りや、融着不良がなく、離型も良好であった。
【００１９】
【表１】 ［実施例２］次に、実施例１と同様の型と成形装置を用
いて、また、成形用ガラスにＢＡＬ６２（ＢＡＬ４２の
低軟化点化ガラス：軟化点Ｓｐ＝６０７℃、ガラス転移
点Ｔｇ＝５０６℃）を用いて、連続１，０００回の成形
テストをした。
いて、また、成形用ガラスにＢＡＬ６２（ＢＡＬ４２の
低軟化点化ガラス：軟化点Ｓｐ＝６０７℃、ガラス転移
点Ｔｇ＝５０６℃）を用いて、連続１，０００回の成形
テストをした。
【００２０】この実験における成形用型の温度サイクル
は図６に示す通りである。成形用型に対しては、ガラス
投入温度４９０℃から成形温度５７０℃まで、ガラスブ
ランクを１分間で昇温し、５７０℃で１分間のプレスを
行ない、その後、加圧力を解除して、５７０℃から離型
温度５１０℃まで１分間で降温するような温度制御がな
される。
は図６に示す通りである。成形用型に対しては、ガラス
投入温度４９０℃から成形温度５７０℃まで、ガラスブ
ランクを１分間で昇温し、５７０℃で１分間のプレスを
行ない、その後、加圧力を解除して、５７０℃から離型
温度５１０℃まで１分間で降温するような温度制御がな
される。
【００２１】以上の条件で、連続１，０００回のプレス
成形を行なった結果は、第２表に示す通りである。この
実験では、連続３５０回近辺より、Ｐｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜
を成形面に備えた成形用型の離型性が悪くなり、連続約
５００回より、そのガラス成形品に曇不良が発生した。
しかし、Ｐｔ膜を成形面に備えた成形用型では、連続
１，０００回のプレス成形の結果において、成形品に曇
りや、融着不良がなく、離型も良好であった。
成形を行なった結果は、第２表に示す通りである。この
実験では、連続３５０回近辺より、Ｐｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜
を成形面に備えた成形用型の離型性が悪くなり、連続約
５００回より、そのガラス成形品に曇不良が発生した。
しかし、Ｐｔ膜を成形面に備えた成形用型では、連続
１，０００回のプレス成形の結果において、成形品に曇
りや、融着不良がなく、離型も良好であった。
【００２２】
【表２】 なお、上記実施例１、２で使用したガラスの組成は、以
下に示す表３および表４の通りである。
下に示す表３および表４の通りである。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】 また、実施例１のガラスブランクの成形前後の表面元素
濃度の変化の分析結果（２次イオン質量分析方法によ
る）は、図７、８に示す通りである。この分析結果か
ら、プレス成形により、ガラスに含まれるＬｉ2 ＯとＮ
ａ2 Ｏが表面から放出されていることがわかる。この
内、ＬｉとＮａが成形用型の成形面の膜中に含まれるＳ
ｉと反応して、離型不良や曇り不良を引き起こしている
と考えられる。また、Ｐｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜を成形面に備
えた成形用型による成形で、上記実施例１（ＢＡＬ４
２）よりも、上記実施例２（ＢＡＬ６２）の耐久が悪い
のは、ガラス成分のＬｉＯ2 量がＢＡＬ６２＞ＢＡＬ４
２によるものと認められる。何れにしろ、成形面が純粋
な白金で被覆された成形用型を用いれば、連続１，００
０ショットの成形では、欠陥の発生がなく、良好な成形
結果を得ることができるのである。
濃度の変化の分析結果（２次イオン質量分析方法によ
る）は、図７、８に示す通りである。この分析結果か
ら、プレス成形により、ガラスに含まれるＬｉ2 ＯとＮ
ａ2 Ｏが表面から放出されていることがわかる。この
内、ＬｉとＮａが成形用型の成形面の膜中に含まれるＳ
ｉと反応して、離型不良や曇り不良を引き起こしている
と考えられる。また、Ｐｔ−Ｓｉ−Ｎ系膜を成形面に備
えた成形用型による成形で、上記実施例１（ＢＡＬ４
２）よりも、上記実施例２（ＢＡＬ６２）の耐久が悪い
のは、ガラス成分のＬｉＯ2 量がＢＡＬ６２＞ＢＡＬ４
２によるものと認められる。何れにしろ、成形面が純粋
な白金で被覆された成形用型を用いれば、連続１，００
０ショットの成形では、欠陥の発生がなく、良好な成形
結果を得ることができるのである。
【００２５】［実施例３］次に、実施例１と同様の成形
装置を用いて、また、超硬合金母材上に中間層としてＴ
ｉＮを１μｍ被覆し、その上に１μｍ、０．６μｍおよ
び０．３μｍの厚さのＰｔを被覆した、３種類の膜厚の
成形用型を準備して、無鉛化フリント系ガラスＮＰＨ１
（ＳＦ６に相当：屈伏点Ａｔ＝５９１℃、ガラス転移点
Ｔｇ＝５５９℃）をガラスブランクとする成形を、連続
３，０００回、実施した結果は、以下に述べるとおりで
ある。
装置を用いて、また、超硬合金母材上に中間層としてＴ
ｉＮを１μｍ被覆し、その上に１μｍ、０．６μｍおよ
び０．３μｍの厚さのＰｔを被覆した、３種類の膜厚の
成形用型を準備して、無鉛化フリント系ガラスＮＰＨ１
（ＳＦ６に相当：屈伏点Ａｔ＝５９１℃、ガラス転移点
Ｔｇ＝５５９℃）をガラスブランクとする成形を、連続
３，０００回、実施した結果は、以下に述べるとおりで
ある。
【００２６】なお、この実験における成形用型の温度サ
イクルは、図９に示す通りである。ここでは、ガラス投
入温度４９０℃から成形温度６３０℃まで、ガラスブラ
ンクを１分間で昇温（昇温速度１４０℃／分）し、その
温度で、１分間のプレス成形を行ない、その後、加圧力
を解除して、６３０℃から離型温度５１０℃まで、１分
間で降温（降温速度１２０℃／分）する。ここで、離型
温度を実施例１よりも低めに設定したのは、ガラス成分
の違い（ＢＡＬ４２よりＮＰＨ１はアルカリ成分が多
い）による離型性を考慮したためである。上述のＮＰＨ
１の組成は表５に示す通りである。
イクルは、図９に示す通りである。ここでは、ガラス投
入温度４９０℃から成形温度６３０℃まで、ガラスブラ
ンクを１分間で昇温（昇温速度１４０℃／分）し、その
温度で、１分間のプレス成形を行ない、その後、加圧力
を解除して、６３０℃から離型温度５１０℃まで、１分
間で降温（降温速度１２０℃／分）する。ここで、離型
温度を実施例１よりも低めに設定したのは、ガラス成分
の違い（ＢＡＬ４２よりＮＰＨ１はアルカリ成分が多
い）による離型性を考慮したためである。上述のＮＰＨ
１の組成は表５に示す通りである。
【００２７】
【表５】 この条件での成形結果を表６に示す。ここで、成形面の
膜剥離についての耐久性を考察すると、０．０５μｍの
膜圧で、５，０００回、０．３μｍの膜圧で、２，００
０回、０．６μｍの膜圧で、１，５００回、さらに、１
μｍの膜圧で、１，０００回であり、プレス成形した場
合、Ｐｔ膜の厚さの薄い方が、膜剥離に対する耐久性が
増す傾向が見られた。これは、膜が厚いと、膜の内部応
力が大きくなって、中間層のＴｉＮとの密着力が弱くな
るためである。
膜剥離についての耐久性を考察すると、０．０５μｍの
膜圧で、５，０００回、０．３μｍの膜圧で、２，００
０回、０．６μｍの膜圧で、１，５００回、さらに、１
μｍの膜圧で、１，０００回であり、プレス成形した場
合、Ｐｔ膜の厚さの薄い方が、膜剥離に対する耐久性が
増す傾向が見られた。これは、膜が厚いと、膜の内部応
力が大きくなって、中間層のＴｉＮとの密着力が弱くな
るためである。
【００２８】また、０．０５μｍの膜では、５，０００
回を過ぎても、成形品に曇りや、融着などの欠陥の発生
が認められなかった。また、５，０００回の成形後にお
いても、成形用型の成形面の表面粗さは、Ｐｔ膜が残っ
ている部分で、全てＲｍａｘ＝０．０２μｍであった。
また、ガラス成形品の表面粗さも、成形面にＰｔ膜が有
る個所に対応する成形部分については、Ｒｍａｘ＝０．
０２μｍであった。また、０．０３μｍの膜厚では、初
期から離型性が悪く、５回目の成形で融着不良が発生し
た。したがって、この実験によれば、Ｐｔ膜厚さは、
０．３μｍ〜０．０５μｍまでの間が好ましく、特に、
０．０５μｍ近辺が、最高の耐久性が得られると思われ
る。
回を過ぎても、成形品に曇りや、融着などの欠陥の発生
が認められなかった。また、５，０００回の成形後にお
いても、成形用型の成形面の表面粗さは、Ｐｔ膜が残っ
ている部分で、全てＲｍａｘ＝０．０２μｍであった。
また、ガラス成形品の表面粗さも、成形面にＰｔ膜が有
る個所に対応する成形部分については、Ｒｍａｘ＝０．
０２μｍであった。また、０．０３μｍの膜厚では、初
期から離型性が悪く、５回目の成形で融着不良が発生し
た。したがって、この実験によれば、Ｐｔ膜厚さは、
０．３μｍ〜０．０５μｍまでの間が好ましく、特に、
０．０５μｍ近辺が、最高の耐久性が得られると思われ
る。
【００２９】
【表６】
【００３０】
【発明の効果】本発明は、以上詳述したように、成形面
に純粋なＰｔ膜を被覆した成形用型を用いることによ
り、ガラス素材中に含まれているアルカリ成分と成形用
型とが、その接触個所での温度上昇で、高温化しても、
反応を起こすことがなく、良好な離型性を長期間持続
し、また、膜を薄くすることで、急激な温度変化の繰り
返しにも耐えることが可能になり、それらの結果とし
て、ガラス成形用型の耐久性を大幅に向上することがで
きる。
に純粋なＰｔ膜を被覆した成形用型を用いることによ
り、ガラス素材中に含まれているアルカリ成分と成形用
型とが、その接触個所での温度上昇で、高温化しても、
反応を起こすことがなく、良好な離型性を長期間持続
し、また、膜を薄くすることで、急激な温度変化の繰り
返しにも耐えることが可能になり、それらの結果とし
て、ガラス成形用型の耐久性を大幅に向上することがで
きる。
【図１】本発明による成形型の断面図である。
【図２】成形装置である。
【図３】本発明の型を製造するためのスパッタリング装
置である。
置である。
【図４】成膜時間と膜厚の関係を示したグラフである。
【図５】第１の実施例の温度サイクルである。
【図６】第２の実施例の温度サイクルである。
【図７】ＢＡＬ４２の成形前の表面元素濃度分析結果で
ある。
ある。
【図８】ＢＡＬ４２の成形後の表面元素濃度分析結果で
ある。
ある。
【図９】第３の実施例の温度サイクルである。
１ 白金膜 ２ 中間層 ３ 型母材 １０ 真空槽 １１ Ｐｔターゲット １３ 基板ホルダー １４ 型母材 １５ 基板加熱ヒーター １６ Ａｒガス導入口 １８ 真空槽排気口 １９ シャッター ２０ ターゲット用高周波電源 ２１ 基板バイアス用直流電源 １０２ 成形装置 １０４ 取入れ用置換室 １０６ 成形室 １１０ 取り出し用置換室 １１２ ゲートバルブ １１４ ゲートバルブ １１８ レール １２２ ロッド １２４ シリンダ １２６ バルブ １２８ ヒーター １３０ 上型 １３２ 下型 １３４ ロッド １３６ ロッド １３８ シリンダ １４０ シリンダ １４８ ロッド １５０ シリンダ １５２ バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 敬二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 谷口 靖 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 光学素子の成形用型部材として、高温安
定、高温高強度、かつ、加工性に優れた母材にして、そ
の上に、中間層を介して、薄い白金層を設けたことを特
徴とする光学素子の成形用型。 - 【請求項２】 光学素子の成形用型の母材として、超硬
合金もしくはサーメットもしくはセラミックスを用い、
上記母材の光学素子成形面上に、中間層を介して、薄い
白金層を設けたことを特徴とする光学素子の成形用型。 - 【請求項３】 前記中間層に、Ｔｉ，Ｔａ，Ｓｉの何れ
かの窒化物、炭化物、あるいは、窒素炭化物を用いたこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形用型。 - 【請求項４】 前記白金層の厚さが、１μｍより薄いこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学素子の成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15640393A JPH06345459A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 光学素子の成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15640393A JPH06345459A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 光学素子の成形用型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06345459A true JPH06345459A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=15626983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15640393A Pending JPH06345459A (ja) | 1993-06-03 | 1993-06-03 | 光学素子の成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06345459A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11236229A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-08-31 | Ngk Insulators Ltd | ガラス素子のプレス成形用金型 |
| JP2011201738A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Fujifilm Corp | 光学素子成形用型、並びに光学素子、及び該光学素子の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-03 JP JP15640393A patent/JPH06345459A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11236229A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-08-31 | Ngk Insulators Ltd | ガラス素子のプレス成形用金型 |
| JP2011201738A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Fujifilm Corp | 光学素子成形用型、並びに光学素子、及び該光学素子の製造方法 |
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