JPH08143320A - ガラス成形体の成形型 - Google Patents
ガラス成形体の成形型Info
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- JPH08143320A JPH08143320A JP28793894A JP28793894A JPH08143320A JP H08143320 A JPH08143320 A JP H08143320A JP 28793894 A JP28793894 A JP 28793894A JP 28793894 A JP28793894 A JP 28793894A JP H08143320 A JPH08143320 A JP H08143320A
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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
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 緻密性、硬度、強度、プレス後のガラス成形
型との離型性、面精度の保持性などに優れたガラス成形
体の成形型を提供する。 【構成】 基板および表面層を備え、表面層の形状がプ
レス成形により被成形ガラスに転写されてガラス成形体
を成形する成形型において、表面層を構成する成分が、
金（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型。
型との離型性、面精度の保持性などに優れたガラス成形
体の成形型を提供する。 【構成】 基板および表面層を備え、表面層の形状がプ
レス成形により被成形ガラスに転写されてガラス成形体
を成形する成形型において、表面層を構成する成分が、
金（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスをプレス成形す
るための成形型に関し、特に、プレス成形後に研磨を必
要としない高精度のガラス成形体に成形するための成形
型に関する。
るための成形型に関し、特に、プレス成形後に研磨を必
要としない高精度のガラス成形体に成形するための成形
型に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プレス成形によるガラスレンズ
などの成形では、所定の表面形状（例えば球面または非
球面）に仕上げた表面層を有する成形型内に、予め軟化
させた被成形ガラスを入れ（または被成形ガラスを成形
型に入れてから加熱・軟化させ）、この成形型に所定の
圧力を加えることによって、成形型の表面層が被成形ガ
ラスに転写されてガラス成形体が得られる。したがっ
て、成形型は、その表面層の形状がガラス成形体の表面
形状としてそのまま転写されることから、(i) その表面
層に気孔等の欠陥が無く、緻密で鏡面状に精密加工する
ことができる、(ii)高温における成型時、表面形状を維
持し、また、低温時、ガラス片、屑等による表面層のキ
ズ、損傷の発生に耐えうる十分な硬度および強度を有す
る等の要件を満たすことが求められる。
などの成形では、所定の表面形状（例えば球面または非
球面）に仕上げた表面層を有する成形型内に、予め軟化
させた被成形ガラスを入れ（または被成形ガラスを成形
型に入れてから加熱・軟化させ）、この成形型に所定の
圧力を加えることによって、成形型の表面層が被成形ガ
ラスに転写されてガラス成形体が得られる。したがっ
て、成形型は、その表面層の形状がガラス成形体の表面
形状としてそのまま転写されることから、(i) その表面
層に気孔等の欠陥が無く、緻密で鏡面状に精密加工する
ことができる、(ii)高温における成型時、表面形状を維
持し、また、低温時、ガラス片、屑等による表面層のキ
ズ、損傷の発生に耐えうる十分な硬度および強度を有す
る等の要件を満たすことが求められる。
【０００３】このような成形型の材料としては、従来、
(a) シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やシリコンナイトラ
イド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（特開昭５２−４５６１３号公
報）、(b) タングステンカーバイド（特開昭５６−５９
６４１号公報）、(c) ジルコニウムオキサイド（ＺｒＯ
2 ）を基板とし、その上に白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒ
ｈ）合金、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）合金のコー
ティング膜を形成したもの（特開昭６０−１７６９３０
号公報）、(d) タングステンカーバイド（ＷＣ）を基板
とし、その上に白金−金（Ｐｔ−Ａｕ）合金のコーティ
ング膜を形成したもの（特開昭６２−２５６７３２号公
報）などが提案されている。
(a) シリコンカーバイド（ＳｉＣ）やシリコンナイトラ
イド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）（特開昭５２−４５６１３号公
報）、(b) タングステンカーバイド（特開昭５６−５９
６４１号公報）、(c) ジルコニウムオキサイド（ＺｒＯ
2 ）を基板とし、その上に白金−ロジウム（Ｐｔ−Ｒ
ｈ）合金、白金−イリジウム（Ｐｔ−Ｉｒ）合金のコー
ティング膜を形成したもの（特開昭６０−１７６９３０
号公報）、(d) タングステンカーバイド（ＷＣ）を基板
とし、その上に白金−金（Ｐｔ−Ａｕ）合金のコーティ
ング膜を形成したもの（特開昭６２−２５６７３２号公
報）などが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記(a) のシ
リコンカーバイドやシリコンナイトライドからなる成形
型は、緻密でかつ硬度および強度の点で優れているもの
の、被成形ガラスとして鉛を多量に含有する重フリント
系光学ガラスを使用した場合、鉛との反応性が高く、高
精度のガラス成形体に成形することが困難となる。
リコンカーバイドやシリコンナイトライドからなる成形
型は、緻密でかつ硬度および強度の点で優れているもの
の、被成形ガラスとして鉛を多量に含有する重フリント
系光学ガラスを使用した場合、鉛との反応性が高く、高
精度のガラス成形体に成形することが困難となる。
【０００５】次に、上記(b) のタングステンカーバイド
からなる成形型は、加工性に優れるが、高温下で酸化し
やすく、型表面が肌荒れを起こし、光学表面を保持する
ことができない。
からなる成形型は、加工性に優れるが、高温下で酸化し
やすく、型表面が肌荒れを起こし、光学表面を保持する
ことができない。
【０００６】また、上記(c) の基板上に白金−ロジウム
または白金−イリジウム等の合金からなるコーティング
膜を形成した成形型は、本発明者らの実験によれば、前
記(a) 、(b) の材料に比べて、被成形ガラスとの化学反
応性は低いものの、とくにリン酸鉛系ガラス、リン酸系
ガラスにおいてはガラス成形体との離型性がプレス成形
開始当初から悪いという問題があった。ここで、白金
（Ｐｔ）の硬度、強度を向上させる手法としての合金化
およびそのための合金成分としてロジウム、イリジウム
等はよく知られている（岡田辰三、後藤良；白金族と工
業的利用、Ｐ１６５（産業図書）、１９５６）。しか
し、ロジウムは成形型として必要な硬度、強度を向上さ
せる添加成分としては十分ではなく、イリジウムは合金
化により成形型要件としての硬度、強度は満たすが、一
方で前記したようにリン酸鉛系ガラス、リン酸系ガラス
においてはガラス成形体との離型性がプレス成形開始当
初から悪い。
または白金−イリジウム等の合金からなるコーティング
膜を形成した成形型は、本発明者らの実験によれば、前
記(a) 、(b) の材料に比べて、被成形ガラスとの化学反
応性は低いものの、とくにリン酸鉛系ガラス、リン酸系
ガラスにおいてはガラス成形体との離型性がプレス成形
開始当初から悪いという問題があった。ここで、白金
（Ｐｔ）の硬度、強度を向上させる手法としての合金化
およびそのための合金成分としてロジウム、イリジウム
等はよく知られている（岡田辰三、後藤良；白金族と工
業的利用、Ｐ１６５（産業図書）、１９５６）。しか
し、ロジウムは成形型として必要な硬度、強度を向上さ
せる添加成分としては十分ではなく、イリジウムは合金
化により成形型要件としての硬度、強度は満たすが、一
方で前記したようにリン酸鉛系ガラス、リン酸系ガラス
においてはガラス成形体との離型性がプレス成形開始当
初から悪い。
【０００７】また上記(c) の基板上に白金−ロジウム合
金をコーティングした成形型および上記(d) の基板上に
白金−金合金をコーティングした成形型では、被成形ガ
ラス体との化学反応は低く離型性は良好であるが、硬
度、強度不足のため成形型表面形状を維持できないとい
う問題を生じる。
金をコーティングした成形型および上記(d) の基板上に
白金−金合金をコーティングした成形型では、被成形ガ
ラス体との化学反応は低く離型性は良好であるが、硬
度、強度不足のため成形型表面形状を維持できないとい
う問題を生じる。
【０００８】また、本発明者らの実験によれば、基板の
シリコンカーバイドやシリコンナイトライドがガラスと
反応するのを回避するために、ガラスとの反応性の低い
白金（Ｐｔ）系合金膜を上記基板上にコーティングして
表面層を形成した場合、表面層と基板との付着力が不足
し、表面層の剥離などを生じ、型材としては不適である
ことが明らかとなった。付着力を向上させる方法とし
て、中間層を施す手法はよく知られているものである
が、白金合金からなる表面層とシリコンカーバイド、シ
リコンナイトライドからなる基板との間に中間層を施し
た場合、確かに付着力は改善されるが、長期間プレスに
使用すると、表面層の剥離など不都合を生じるという欠
点がある。
シリコンカーバイドやシリコンナイトライドがガラスと
反応するのを回避するために、ガラスとの反応性の低い
白金（Ｐｔ）系合金膜を上記基板上にコーティングして
表面層を形成した場合、表面層と基板との付着力が不足
し、表面層の剥離などを生じ、型材としては不適である
ことが明らかとなった。付着力を向上させる方法とし
て、中間層を施す手法はよく知られているものである
が、白金合金からなる表面層とシリコンカーバイド、シ
リコンナイトライドからなる基板との間に中間層を施し
た場合、確かに付着力は改善されるが、長期間プレスに
使用すると、表面層の剥離など不都合を生じるという欠
点がある。
【０００９】従って本発明の目的は、上記の従来の成形
型の欠点を解消し、緻密性、硬度、強度、プレス後のガ
ラス成形体との離型性、面精度の保持性などに優れたガ
ラス成形体の成形型を提供することにある。
型の欠点を解消し、緻密性、硬度、強度、プレス後のガ
ラス成形体との離型性、面精度の保持性などに優れたガ
ラス成形体の成形型を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、基板および表面層を備え、表面層の形状がプレス
成形により被成形ガラスに転写されてガラス成形体を成
形する成形型において、表面層を構成する成分が、金
（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型（以下、成形型（Ｉ）とい
う）、および基板、中間層および表面層を備え、表面層
の形状がプレス成形により被成形ガラスに転写されてガ
ラス成形体を成形する成形型において、基板を構成する
成分が、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）およびシリコン
ナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）からなる群から選択される
少なくとも１種であり、表面層を構成する成分が、金
（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型（以下、成形型（II）とい
う）を要旨とする。
明は、基板および表面層を備え、表面層の形状がプレス
成形により被成形ガラスに転写されてガラス成形体を成
形する成形型において、表面層を構成する成分が、金
（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型（以下、成形型（Ｉ）とい
う）、および基板、中間層および表面層を備え、表面層
の形状がプレス成形により被成形ガラスに転写されてガ
ラス成形体を成形する成形型において、基板を構成する
成分が、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）およびシリコン
ナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）からなる群から選択される
少なくとも１種であり、表面層を構成する成分が、金
（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型（以下、成形型（II）とい
う）を要旨とする。
【００１１】先ず本発明の成形型（Ｉ）についてを詳説
する。
する。
【００１２】本発明の成形型（Ｉ）において、その表面
層はＡｕと、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅか
らなる群から選択される少なくとも１種の成分とを含
む。
層はＡｕと、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅか
らなる群から選択される少なくとも１種の成分とを含
む。
【００１３】表面層の必須成分であるＡｕは、プレス成
形後にガラスを成形型から良好に離型するために有効な
成分であり、一方、他の必須成分であるＩｒ、Ｏｓ、Ｒ
ｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅは、高融点物質であるため、高
温下で安定であり、さらにＡｕと合金化することによ
り、表面層の膜硬度、膜の緻密化などの向上に寄与す
る。
形後にガラスを成形型から良好に離型するために有効な
成分であり、一方、他の必須成分であるＩｒ、Ｏｓ、Ｒ
ｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅは、高融点物質であるため、高
温下で安定であり、さらにＡｕと合金化することによ
り、表面層の膜硬度、膜の緻密化などの向上に寄与す
る。
【００１４】Ａｕの含有量は、固溶限界内であることが
望ましい。その理由は、Ａｕの含有量が固溶限界を超え
ると、高温下で、膜中のＡｕ成分が選択的に表面に析出
し、これに伴ないガラス成形体の表面粗度が悪化するこ
とがあるからである。
望ましい。その理由は、Ａｕの含有量が固溶限界を超え
ると、高温下で、膜中のＡｕ成分が選択的に表面に析出
し、これに伴ないガラス成形体の表面粗度が悪化するこ
とがあるからである。
【００１５】またＡｕの含有量が少なすぎると、十分な
ガラス離型効果が得られなくなる。
ガラス離型効果が得られなくなる。
【００１６】このような観点からＡｕの好ましい含有量
の範囲は次のとおりである。 Ａｕ−Ｉｒ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｉｒ）≦２．０wt％ Ａｕ−Ｏｓ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｏｓ）≦１．０wt％ Ａｕ−Ｒｕ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｒｕ）≦３．０wt％ Ａｕ−Ｒｅ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｒｅ）≦０．２wt％ Ａｕ−Ｗ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｗ）≦０．１wt％ なお、Ａｕ−Ｂｅ合金に関しては、特に固溶限界はな
く、それぞれの組成比率で各種Ａｕ−Ｂｅ合金を形成し
得る。
の範囲は次のとおりである。 Ａｕ−Ｉｒ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｉｒ）≦２．０wt％ Ａｕ−Ｏｓ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｏｓ）≦１．０wt％ Ａｕ−Ｒｕ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｒｕ）≦３．０wt％ Ａｕ−Ｒｅ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｒｅ）≦０．２wt％ Ａｕ−Ｗ合金 ０．０１≦Ａｕ／（Ａｕ＋Ｗ）≦０．１wt％ なお、Ａｕ−Ｂｅ合金に関しては、特に固溶限界はな
く、それぞれの組成比率で各種Ａｕ−Ｂｅ合金を形成し
得る。
【００１７】本発明の成形型（Ｉ）によれば、表面層の
第３成分として、Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈからなる群から
選択される少なくとも１種をさらに含有させることもで
き、この第３成分を含有させることにより、Ａｕの固溶
限界範囲の拡大、膜の内部応力の適正化、膜粒子の微細
化などの成膜条件および成膜状態をよりよい状態にする
ことができる。表面層への第３成分の含有は表面層に対
し前記の成膜条件、成膜状態を良化する効果がある一
方、適正量以上の含有は膜の硬度などの低下にもつなが
ることがあることから、型の使用に際し、要求される硬
度などとの兼ね合いにより、必須成分に対し適正量を決
定する。
第３成分として、Ｐｔ、ＰｄおよびＲｈからなる群から
選択される少なくとも１種をさらに含有させることもで
き、この第３成分を含有させることにより、Ａｕの固溶
限界範囲の拡大、膜の内部応力の適正化、膜粒子の微細
化などの成膜条件および成膜状態をよりよい状態にする
ことができる。表面層への第３成分の含有は表面層に対
し前記の成膜条件、成膜状態を良化する効果がある一
方、適正量以上の含有は膜の硬度などの低下にもつなが
ることがあることから、型の使用に際し、要求される硬
度などとの兼ね合いにより、必須成分に対し適正量を決
定する。
【００１８】この第３成分の添加によりＡｕの固溶限界
が拡大する例をいくつか挙げると以下のとおりである。
が拡大する例をいくつか挙げると以下のとおりである。
【００１９】すなわち、ＡｕとＩｒにＰｔを含有させた
Ａｕ−Ｉｒ−Ｐｔ合金では、ＡｕとＩｒに対するＡｕの
含有量（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｉｒ））が４．０wt％以下であ
れば、Ａｕは固溶することができ、従ってＡｕの固溶限
界は４．０wt％である。これはＰｔを含まないＡｕ−Ｉ
ｒ合金における、上述のＡｕの固溶限界２．０wt％より
もはるかに拡大している。
Ａｕ−Ｉｒ−Ｐｔ合金では、ＡｕとＩｒに対するＡｕの
含有量（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｉｒ））が４．０wt％以下であ
れば、Ａｕは固溶することができ、従ってＡｕの固溶限
界は４．０wt％である。これはＰｔを含まないＡｕ−Ｉ
ｒ合金における、上述のＡｕの固溶限界２．０wt％より
もはるかに拡大している。
【００２０】またＡｕとＩｒにＰｔとＲｈを含有させた
Ａｕ−Ｉｒ−Ｐｔ−Ｒｈ合金ではＡｕとＩｒに対するＡ
ｕの含有量（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｉｒ））が７．０wt％以下
であればＡｕは固溶することができ、Ａｕの固溶限界は
さらに拡大している。
Ａｕ−Ｉｒ−Ｐｔ−Ｒｈ合金ではＡｕとＩｒに対するＡ
ｕの含有量（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｉｒ））が７．０wt％以下
であればＡｕは固溶することができ、Ａｕの固溶限界は
さらに拡大している。
【００２１】またＡｕとＲｕにＰｔを含有させたＡｕ−
Ｒｕ−Ｐｔ合金ではＡｕとＲｕに対するＡｕの含有量
（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｒｕ））が５．０wt％以下であればＡ
ｕは固溶することができ、Ｐｔを含まないＡｕ−Ｒｕ合
金における上述の固溶限界３．０wt％よりもＡｕの固溶
限界がはるかに拡大している。
Ｒｕ−Ｐｔ合金ではＡｕとＲｕに対するＡｕの含有量
（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｒｕ））が５．０wt％以下であればＡ
ｕは固溶することができ、Ｐｔを含まないＡｕ−Ｒｕ合
金における上述の固溶限界３．０wt％よりもＡｕの固溶
限界がはるかに拡大している。
【００２２】またＡｕとＯｓにＰｔを含有させたＡｕ−
Ｏｓ−Ｐｔ合金では、ＡｕとＯｓに対するＡｕの含有量
（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｏｓ））が３．０wt％以下であればＡ
ｕは固溶することができ、Ｐｔを含まないＡｕ−Ｏｓ合
金における、上述のＡｕの固溶限界１．０wt％よりもＡ
ｕの固溶限界がはるかに拡大している。
Ｏｓ−Ｐｔ合金では、ＡｕとＯｓに対するＡｕの含有量
（Ａｕ／（Ａｕ＋Ｏｓ））が３．０wt％以下であればＡ
ｕは固溶することができ、Ｐｔを含まないＡｕ−Ｏｓ合
金における、上述のＡｕの固溶限界１．０wt％よりもＡ
ｕの固溶限界がはるかに拡大している。
【００２３】これらの表面層は、所定形状に加工された
基板上にスパッタリング法、イオンプレーティング法な
どにより形成される。膜厚は０．０１〜１０μｍ程度が
望ましい。薄すぎると膜の欠落等が残りやすく、均一な
膜が得られにくい。厚すぎると成膜時間を長くするばか
りでなく、基板の所定形状の維持困難、表面粗度の悪
化、プレス成型時に圧力、温度等のプレス成形条件によ
っては変形しやすくなる。
基板上にスパッタリング法、イオンプレーティング法な
どにより形成される。膜厚は０．０１〜１０μｍ程度が
望ましい。薄すぎると膜の欠落等が残りやすく、均一な
膜が得られにくい。厚すぎると成膜時間を長くするばか
りでなく、基板の所定形状の維持困難、表面粗度の悪
化、プレス成型時に圧力、温度等のプレス成形条件によ
っては変形しやすくなる。
【００２４】成形型（Ｉ）の基板材料としてはタングス
テンカーバイド（ＷＣ）を主成分とするものが好まし
い。基板材料に関しては、従来より加工性の良さ、貴金
属膜の膨張係数が近似していることなどから、ＷＣを主
成分とし、焼結助剤として例えばＣｏ、Ｃｒなどの金属
成分を含む超硬合金が検討されている。しかしながら、
高温下で上記金属成分が基板表面に析出し、粗度の悪化
などにより表面形状の維持が困難になるという問題が生
じることが明らかとなった。そこで本発明においては、
焼結助剤として金属成分を含まないもの、換言すればＷ
Ｃを主成分として、不可避成分以外の金属成分を含まな
いものを基板として用いるのが好ましい。
テンカーバイド（ＷＣ）を主成分とするものが好まし
い。基板材料に関しては、従来より加工性の良さ、貴金
属膜の膨張係数が近似していることなどから、ＷＣを主
成分とし、焼結助剤として例えばＣｏ、Ｃｒなどの金属
成分を含む超硬合金が検討されている。しかしながら、
高温下で上記金属成分が基板表面に析出し、粗度の悪化
などにより表面形状の維持が困難になるという問題が生
じることが明らかとなった。そこで本発明においては、
焼結助剤として金属成分を含まないもの、換言すればＷ
Ｃを主成分として、不可避成分以外の金属成分を含まな
いものを基板として用いるのが好ましい。
【００２５】反面、焼結性などの悪化防止のため、他成
分として、例えば、炭化タンタル（ＴａＣ）、炭化チタ
ン（ＴｉＣ）などの炭化物を含むものが有効である。そ
の総量は全体に対し１０wt％以下が望ましい。金属添加
成分としては、焼結助剤としてのＣｒ、Ｃｏの問題点を
前記したが、また、金属不純物、特に酸化タングステン
より標準生成エネルギーの小さいもの（タングステンよ
り酸化されやすいもの、例えば鉄（Ｆｅ））は、超硬合
金の酸化およびそれに伴う脱炭を生じた場合、それら不
純物金属酸化物、炭化物およびそれ自身の凝集により、
粗度の悪化などを生じるため、これら不純物金属は極力
含まないことが望ましい。具体的には鉄（Ｆｅ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、モ
リブデン（Ｍｏ）の総計が０．１ｗｔ％以下が望まし
い。
分として、例えば、炭化タンタル（ＴａＣ）、炭化チタ
ン（ＴｉＣ）などの炭化物を含むものが有効である。そ
の総量は全体に対し１０wt％以下が望ましい。金属添加
成分としては、焼結助剤としてのＣｒ、Ｃｏの問題点を
前記したが、また、金属不純物、特に酸化タングステン
より標準生成エネルギーの小さいもの（タングステンよ
り酸化されやすいもの、例えば鉄（Ｆｅ））は、超硬合
金の酸化およびそれに伴う脱炭を生じた場合、それら不
純物金属酸化物、炭化物およびそれ自身の凝集により、
粗度の悪化などを生じるため、これら不純物金属は極力
含まないことが望ましい。具体的には鉄（Ｆｅ）、ニッ
ケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、モ
リブデン（Ｍｏ）の総計が０．１ｗｔ％以下が望まし
い。
【００２６】なお、成形型（Ｉ）の基板材料としては、
成形型（Ｉ）を構成する基板としての硬度、強度、耐熱
性等の型材要件を満たすものであれば、上記のＷＣ以外
にステンレス鋼、ジルコニウムオキサイド（Ｚｒ
Ｏ2 ）、サーメット、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、
シリコンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、インコネルなど
が使用可能である。
成形型（Ｉ）を構成する基板としての硬度、強度、耐熱
性等の型材要件を満たすものであれば、上記のＷＣ以外
にステンレス鋼、ジルコニウムオキサイド（Ｚｒ
Ｏ2 ）、サーメット、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、
シリコンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、インコネルなど
が使用可能である。
【００２７】また、プレス成型時の圧力が基板の変形に
問題にならない程度であれば、前記の基板材料は上述の
表面層や後述の中間層と同一の成分材料を用いてもよ
い。
問題にならない程度であれば、前記の基板材料は上述の
表面層や後述の中間層と同一の成分材料を用いてもよ
い。
【００２８】また本発明の成形型（Ｉ）において、表面
層と下地の基板との間に、ニッケル（Ｎｉ）、チタン
（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバ
ルト（Ｃｏ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、チタン
カーバイド（ＴｉＣ）、チタンカーバイドナイトライド
（ＴｉＣＮ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）から
選択された少なくとも１種を含む中間層を介在させる
と、表面層と基板との密着性の向上、基板の酸化抑制、
表面層の応力の基板への影響の緩和などの効果を達成で
きる。
層と下地の基板との間に、ニッケル（Ｎｉ）、チタン
（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバ
ルト（Ｃｏ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、チタン
カーバイド（ＴｉＣ）、チタンカーバイドナイトライド
（ＴｉＣＮ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）から
選択された少なくとも１種を含む中間層を介在させる
と、表面層と基板との密着性の向上、基板の酸化抑制、
表面層の応力の基板への影響の緩和などの効果を達成で
きる。
【００２９】次に本発明の成形型（II）について説明す
る。本発明の成形型（II）は、基板、中間層および表面
層を備え、基板を構成する成分は、シリコンカーバイド
（ＳｉＣ）およびシリコンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
からなる群から選択される少なくとも１種であり、また
表面層を構成する成分は、Ａｕと、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、
Ｒｅ、ＷおよびＢｅからなる群から選択される少なくと
も１種の成分とを含む。
る。本発明の成形型（II）は、基板、中間層および表面
層を備え、基板を構成する成分は、シリコンカーバイド
（ＳｉＣ）およびシリコンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）
からなる群から選択される少なくとも１種であり、また
表面層を構成する成分は、Ａｕと、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、
Ｒｅ、ＷおよびＢｅからなる群から選択される少なくと
も１種の成分とを含む。
【００３０】前記したように、ＳｉＣやＳｉ3 Ｎ4 から
なる基板とＰｔ合金からなる表面層との間に中間層を施
しても、付着力は改善されるが、長期間プレスに使用す
ると、表面層の剥離などの不都合を生じていたが、本発
明の成形型（II）においては、表面層を、Ａｕと、Ｉ
ｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅからなる群から選
択される少なくとも１種の成分とで構成することによ
り、長期間プレスに使用しても表面層の剥離が防止され
る。
なる基板とＰｔ合金からなる表面層との間に中間層を施
しても、付着力は改善されるが、長期間プレスに使用す
ると、表面層の剥離などの不都合を生じていたが、本発
明の成形型（II）においては、表面層を、Ａｕと、Ｉ
ｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅからなる群から選
択される少なくとも１種の成分とで構成することによ
り、長期間プレスに使用しても表面層の剥離が防止され
る。
【００３１】本発明の成形型（II）において、基板と表
面層との間に設ける中間層の材料としては、ニッケル
（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、チタンナイトライド
（ＴｉＮ）、チタンカーバイド（ＴｉＣ）、チタンカー
バイドナイトライド（ＴｉＣＮ）およびシリコンカーバ
イド（ＳｉＣ）からなる群から選択された少なくとも１
種を含む物質を用いるのが好ましい。その理由は、中間
層の材料として、上記物質を用いると、基板と表面層と
の密着性が特に向上し、長期間プレスに使用しても表面
層の剥離が著しく防止されるからである。
面層との間に設ける中間層の材料としては、ニッケル
（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデ
ン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、チタンナイトライド
（ＴｉＮ）、チタンカーバイド（ＴｉＣ）、チタンカー
バイドナイトライド（ＴｉＣＮ）およびシリコンカーバ
イド（ＳｉＣ）からなる群から選択された少なくとも１
種を含む物質を用いるのが好ましい。その理由は、中間
層の材料として、上記物質を用いると、基板と表面層と
の密着性が特に向上し、長期間プレスに使用しても表面
層の剥離が著しく防止されるからである。
【００３２】なお、成形型（II）においては、表面層は
前記成形型（Ｉ）の場合と同様に、白金（Ｐｔ）、パラ
ジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）からなる群から
選択される少なくとも１種の成分を含むことができる。
前記成形型（Ｉ）の場合と同様に、白金（Ｐｔ）、パラ
ジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）からなる群から
選択される少なくとも１種の成分を含むことができる。
【００３３】また成形型（II）においては、成形型
（Ｉ）の場合と同様に、表面層中の金（Ａｕ）の含有量
は、固溶限界内であるのが好ましい。
（Ｉ）の場合と同様に、表面層中の金（Ａｕ）の含有量
は、固溶限界内であるのが好ましい。
【００３４】なお、先に成形型（Ｉ）において説明した
中間層および表面層についてのその他の記述も基本的に
成形型（II）の中間層および表面層においてもあてはま
るものである。
中間層および表面層についてのその他の記述も基本的に
成形型（II）の中間層および表面層においてもあてはま
るものである。
【００３５】
【作用】本発明の成形型（Ｉ）において、Ａｕと、Ｉ
ｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｂｅから選ばれる少なくと
も１種とを含む表面層は、緻密性、硬度、強度、加工
性、耐化学反応性等のそれぞれにおいて良好であるばか
りでなく、プレス成形されたガラス成形体との離型性も
良好となり、さらに結晶成長を抑え膜の荒れを抑える。
すなわち、表面層の成分であるＡｕはガラス成形体の離
型性の向上に寄与し、一方Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、
Ｗ、Ｂｅは、高融点物質であり、高温下安定であるため
耐熱性の向上に寄与する。
ｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｂｅから選ばれる少なくと
も１種とを含む表面層は、緻密性、硬度、強度、加工
性、耐化学反応性等のそれぞれにおいて良好であるばか
りでなく、プレス成形されたガラス成形体との離型性も
良好となり、さらに結晶成長を抑え膜の荒れを抑える。
すなわち、表面層の成分であるＡｕはガラス成形体の離
型性の向上に寄与し、一方Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、
Ｗ、Ｂｅは、高融点物質であり、高温下安定であるため
耐熱性の向上に寄与する。
【００３６】また、さらに白金（Ｐｔ）、パラジウム
（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を加えることにより、膜の
内部応力の適正化、膜粒子の微細化、金（Ａｕ）の固溶
限界範囲の拡大などの成膜条件、成膜状態をより良い状
態にすることが可能となる。
（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を加えることにより、膜の
内部応力の適正化、膜粒子の微細化、金（Ａｕ）の固溶
限界範囲の拡大などの成膜条件、成膜状態をより良い状
態にすることが可能となる。
【００３７】また本発明の成形型（II）においては、Ｓ
ｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 からなる基板上に中間層を介し
て、Ａｕと、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅか
らなる群から選択された少なくとも１種の成分とで表面
層を形成することにより、基板上の中間層を介してＰｔ
合金からなる表面層を設けた従来の成形型の上記表面層
の剥離の問題が解消された。中間層として、特にＮｉ、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮお
よびＳｉＣからなる群から選択された少なくとも１種を
用いると、表面層の剥離をさらに防止することができ
る。
ｉＣまたはＳｉ3 Ｎ4 からなる基板上に中間層を介し
て、Ａｕと、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＷおよびＢｅか
らなる群から選択された少なくとも１種の成分とで表面
層を形成することにより、基板上の中間層を介してＰｔ
合金からなる表面層を設けた従来の成形型の上記表面層
の剥離の問題が解消された。中間層として、特にＮｉ、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、ＴｉＮ、ＴｉＣ、ＴｉＣＮお
よびＳｉＣからなる群から選択された少なくとも１種を
用いると、表面層の剥離をさらに防止することができ
る。
【００３８】
実施例１（成形型（Ｉ）） 図１は本発明の成形型の一実施例を示す断面図である。
成形型は、上型１と下型２とから構成される。上型１と
下型２とは、それぞれその外周面が案内型３の内周面上
を滑動するように、案内型３の内部に配置されている。
これらの上型１および下型２は、それぞれ基板１ａと表
面層１ｂおよび基板２ａと表面層２ｂからなり、表面層
１ｂ，２ｂを対向させて配置してある。
成形型は、上型１と下型２とから構成される。上型１と
下型２とは、それぞれその外周面が案内型３の内周面上
を滑動するように、案内型３の内部に配置されている。
これらの上型１および下型２は、それぞれ基板１ａと表
面層１ｂおよび基板２ａと表面層２ｂからなり、表面層
１ｂ，２ｂを対向させて配置してある。
【００３９】基板１ａ，２ａは、焼結時にＨＩＰ処理を
施して緻密にしたタングステンカーバイドを用い、これ
を円柱状（直径１８ｍｍ、高さ２８ｍｍ）に加工し、そ
の一端を凹面上に研削し、最終仕上げとしてダイヤモン
ド砥石により高精度の光学鏡面に研磨し、それぞれ所定
の曲率半径（３２ｍｍ）の凹球面に加工した。この凹球
面の面粗度は１００オングストローム以下であった。
施して緻密にしたタングステンカーバイドを用い、これ
を円柱状（直径１８ｍｍ、高さ２８ｍｍ）に加工し、そ
の一端を凹面上に研削し、最終仕上げとしてダイヤモン
ド砥石により高精度の光学鏡面に研磨し、それぞれ所定
の曲率半径（３２ｍｍ）の凹球面に加工した。この凹球
面の面粗度は１００オングストローム以下であった。
【００４０】この基板１ａ，２ａの凹球面に対し、スパ
ッタリング装置を用い、所定の成膜条件で表１〜３に示
した表面層成分からなる表面層１ｂ，２ｂを形成した。
なお、密着性を一層強固にするため、表面層１ｂ，２ｂ
の成膜に先立って、逆スパッタリングにより基板１ａ，
２ａの各表面を清浄化することは有効である。
ッタリング装置を用い、所定の成膜条件で表１〜３に示
した表面層成分からなる表面層１ｂ，２ｂを形成した。
なお、密着性を一層強固にするため、表面層１ｂ，２ｂ
の成膜に先立って、逆スパッタリングにより基板１ａ，
２ａの各表面を清浄化することは有効である。
【００４１】また、成形に際しては、成膜面をそのまま
使用してもよいし、また、成膜面を研磨して使用しても
よい。
使用してもよいし、また、成膜面を研磨して使用しても
よい。
【００４２】表面層の成膜条件は、例えば試料Ｎo.４で
はアルゴン（Ａｒ）ガス圧５×１０-3Torr、電極間距離
１００ｍｍ、回転数２０rpm で、３元スパッタリングを
行い、表面層の膜厚は１．０μｍであった。なお、試料
Ｎo.４では金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）別々のターゲットを同時にスパッタする三元スパッ
タリングで行ったが、１種および２種の金属もしくは目
的の組成比にした合金ターゲットによる二元スパッタリ
ング、もしくはそれらをモザイク状に配置してその面積
比で組成を調整してもよい。また、ターゲットそのもの
が目的組成になっているものでもよい。
はアルゴン（Ａｒ）ガス圧５×１０-3Torr、電極間距離
１００ｍｍ、回転数２０rpm で、３元スパッタリングを
行い、表面層の膜厚は１．０μｍであった。なお、試料
Ｎo.４では金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉ
ｒ）別々のターゲットを同時にスパッタする三元スパッ
タリングで行ったが、１種および２種の金属もしくは目
的の組成比にした合金ターゲットによる二元スパッタリ
ング、もしくはそれらをモザイク状に配置してその面積
比で組成を調整してもよい。また、ターゲットそのもの
が目的組成になっているものでもよい。
【００４３】案内型３は本実施例では上型・下型の基板
１ａ，２ａと同様のタングステンカーバイドで、構成さ
れている。
１ａ，２ａと同様のタングステンカーバイドで、構成さ
れている。
【００４４】上記のようにして、Ａｕと、Ｉｒ、Ｒｕ、
Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｂｅから選ばれる少なくとも１種とを
含み、場合によりＰｔ、Ｐｈ、Ｐｄをさらに含む表面層
１ｂ，２ｂを、ＷＣからなる基板１ａ，２ａ上に設けた
上型１及び下型２を用いて、ガラスのプレス成形により
ガラス成形体を製造した。その詳細は以下のとおりであ
る。
Ｏｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｂｅから選ばれる少なくとも１種とを
含み、場合によりＰｔ、Ｐｈ、Ｐｄをさらに含む表面層
１ｂ，２ｂを、ＷＣからなる基板１ａ，２ａ上に設けた
上型１及び下型２を用いて、ガラスのプレス成形により
ガラス成形体を製造した。その詳細は以下のとおりであ
る。
【００４５】被成形ガラスとして、ガラスＡ（ＳｉＯ2
−Ｂ2 Ｏ3 −ＣａＯ−Ｎｂ2 Ｏ5 系）、ガラスＢ（Ｓｉ
Ｏ2 −ＢａＯ−Ｂ2 Ｏ3 系）、ガラスＣ（Ｐ2 Ｏ5 −Ｎ
ｂ2Ｏ5 −ＰｂＯ系）またはガラスＤ（Ｐ2 Ｏ5 −Ｂａ
Ｏ−ＳｒＯ系）を直径１０ｍｍの球状ガラス塊に加工し
たものを用いた。
−Ｂ2 Ｏ3 −ＣａＯ−Ｎｂ2 Ｏ5 系）、ガラスＢ（Ｓｉ
Ｏ2 −ＢａＯ−Ｂ2 Ｏ3 系）、ガラスＣ（Ｐ2 Ｏ5 −Ｎ
ｂ2Ｏ5 −ＰｂＯ系）またはガラスＤ（Ｐ2 Ｏ5 −Ｂａ
Ｏ−ＳｒＯ系）を直径１０ｍｍの球状ガラス塊に加工し
たものを用いた。
【００４６】プレス成形機としては図２に示すプレス成
形機を用いた。このプレス成形機は、上述した上型１、
下型２および案内型３を備え、下型２の上に被成形ガラ
ス４が置かれる。これらの型１，２，３は断面Ｈ字状の
ステンレス鋼からなる保持具５を介して、同じく保持具
６で支持されている。７はステンレス鋼からなる押し棒
で、これらを石英管８の内部に収容し、外周に配置した
誘導加熱コイル９により型１，２，３および被成形ガラ
ス４を加熱し、押し棒７を上型１の頭部に下降させて、
被成形ガラス４をプレス成形する。温度制御は、下型２
の内部に配設した熱電対１０により型温度を測定して行
う。
形機を用いた。このプレス成形機は、上述した上型１、
下型２および案内型３を備え、下型２の上に被成形ガラ
ス４が置かれる。これらの型１，２，３は断面Ｈ字状の
ステンレス鋼からなる保持具５を介して、同じく保持具
６で支持されている。７はステンレス鋼からなる押し棒
で、これらを石英管８の内部に収容し、外周に配置した
誘導加熱コイル９により型１，２，３および被成形ガラ
ス４を加熱し、押し棒７を上型１の頭部に下降させて、
被成形ガラス４をプレス成形する。温度制御は、下型２
の内部に配設した熱電対１０により型温度を測定して行
う。
【００４７】ガラスＡの場合は５９０℃、ガラスＢの場
合は６１０℃、ガラスＣの場合は５７０℃、ガラスＤの
場合は５００℃の型温度で不活性ガス雰囲気下、圧力４
０ｋｇ／ｃｍ2 で被成形ガラスのプレス成形を各１００
０回行なった結果を表１〜３に示す。
合は６１０℃、ガラスＣの場合は５７０℃、ガラスＤの
場合は５００℃の型温度で不活性ガス雰囲気下、圧力４
０ｋｇ／ｃｍ2 で被成形ガラスのプレス成形を各１００
０回行なった結果を表１〜３に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【表３】
【００５１】表１〜３より、Ａｕと、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｏ
ｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｂｅから選ばれる少なくとも１種とを含
み、場合によりＰｔ、Ｐｈ、Ｐｄをさらに含む表面層を
基板上に設けた上型および下型を用いてガラスをプレス
成形した場合、すべてのガラスＡ，Ｂ，ＣおよびＤにつ
いて１０００回のプレス成形後も、ガラス成形体が良好
に成形型から離型し、離型性に極めて優れていることが
明らかとなった。また、上、下型の表面層の面粗度およ
び鏡面は当初の状態が維持され、ガラス成形体の面粗度
は１００オングストローム以下であり、総じて透明度も
良好であった。
ｓ、Ｒｅ、Ｗ、Ｂｅから選ばれる少なくとも１種とを含
み、場合によりＰｔ、Ｐｈ、Ｐｄをさらに含む表面層を
基板上に設けた上型および下型を用いてガラスをプレス
成形した場合、すべてのガラスＡ，Ｂ，ＣおよびＤにつ
いて１０００回のプレス成形後も、ガラス成形体が良好
に成形型から離型し、離型性に極めて優れていることが
明らかとなった。また、上、下型の表面層の面粗度およ
び鏡面は当初の状態が維持され、ガラス成形体の面粗度
は１００オングストローム以下であり、総じて透明度も
良好であった。
【００５２】なお、試料Ｎo.３，５，７および１１にお
いてガラス表面の白濁、型表面の膜成分析出が認められ
たが、これはＡｕの含有量が固溶限界を超えているから
であり、このことから、Ａｕの含有量は固有限界内にす
ることが好ましいことが明らかである。
いてガラス表面の白濁、型表面の膜成分析出が認められ
たが、これはＡｕの含有量が固溶限界を超えているから
であり、このことから、Ａｕの含有量は固有限界内にす
ることが好ましいことが明らかである。
【００５３】実施例２（成形型（Ｉ）） 基板と表面層との間に中間層を設けた成形型を用いた以
外は実施例１と同様にして行なった。
外は実施例１と同様にして行なった。
【００５４】図３は、本実施例で用いた成形型の断面図
である。本実施例で用いた成形型において上型１′およ
び下型２′はそれぞれ基板１ａと表面層１ｂとの間およ
び基板２ａと表面層２ｂとの間に、第１中間層１ｃ，２
ｃおよび必要により第２中間層１ｄ，２ｄが介在させて
ある点で、図１の上型１および下型２と相違するが、そ
の他は構造上同一である。中間層は２層示したが、１層
のみまたは３層以上でもよい。
である。本実施例で用いた成形型において上型１′およ
び下型２′はそれぞれ基板１ａと表面層１ｂとの間およ
び基板２ａと表面層２ｂとの間に、第１中間層１ｃ，２
ｃおよび必要により第２中間層１ｄ，２ｄが介在させて
ある点で、図１の上型１および下型２と相違するが、そ
の他は構造上同一である。中間層は２層示したが、１層
のみまたは３層以上でもよい。
【００５５】これらの中間層および表面層は、例えば、
試料Ｎo.３７では基板１ａ，２ａをイオンエッチングし
た後、イオンプレーティング法により所定の成膜条件
（真空度５×１０-5Torr、成膜速度３００オングストロ
ーム／min 、基板電圧−３００Ｖ）でチタンナイトライ
ド（ＴｉＮ）からなる第１中間槽１ｃ，２ｃ（膜厚０．
２μｍ）を成膜した後、その上にＡｕ−Ｒｕ−Ｐｔ（組
成：それぞれ３．０wt％、６０．０wt％、３７．０wt
％）をスパッタンリグ法により、前記した所定の成膜条
件で表面層１ｂ，２ｂに成膜することにより形成した。
中間層が２層のものは第１中間層１ｃ、２ｃを成膜後、
引き続いて第２中間層１ｄ，２ｄを成膜し、その上に更
に表面層１ｂ，２ｂを成膜することにより形成した。
試料Ｎo.３７では基板１ａ，２ａをイオンエッチングし
た後、イオンプレーティング法により所定の成膜条件
（真空度５×１０-5Torr、成膜速度３００オングストロ
ーム／min 、基板電圧−３００Ｖ）でチタンナイトライ
ド（ＴｉＮ）からなる第１中間槽１ｃ，２ｃ（膜厚０．
２μｍ）を成膜した後、その上にＡｕ−Ｒｕ−Ｐｔ（組
成：それぞれ３．０wt％、６０．０wt％、３７．０wt
％）をスパッタンリグ法により、前記した所定の成膜条
件で表面層１ｂ，２ｂに成膜することにより形成した。
中間層が２層のものは第１中間層１ｃ、２ｃを成膜後、
引き続いて第２中間層１ｄ，２ｄを成膜し、その上に更
に表面層１ｂ，２ｂを成膜することにより形成した。
【００５６】このようにして得られた、基板上に中間
層、表面層を有する成形型を用いて実施例１と同様にガ
ラスのプレス成形を各１０００回行なった結果を表４〜
６に示す。
層、表面層を有する成形型を用いて実施例１と同様にガ
ラスのプレス成形を各１０００回行なった結果を表４〜
６に示す。
【００５７】
【表４】
【００５８】
【表５】
【００５９】
【表６】
【００６０】表４，表５および表６より、基板上に中間
層、表面層を用いた成形型を用いた場合にも、すべての
ガラスＡ，Ｂ，ＣおよびＤについて１０００回のプレス
成形後もガラス成形体が良好に成形型から離型し、離型
性が極めて優れていることが明らかとなった。また上，
下型の表面層の面粗度および鏡面は当初の状態が維持さ
れ、ガラス成形体の面粗度は１００オングストローム以
下であり、総じて透明度も良好であった。
層、表面層を用いた成形型を用いた場合にも、すべての
ガラスＡ，Ｂ，ＣおよびＤについて１０００回のプレス
成形後もガラス成形体が良好に成形型から離型し、離型
性が極めて優れていることが明らかとなった。また上，
下型の表面層の面粗度および鏡面は当初の状態が維持さ
れ、ガラス成形体の面粗度は１００オングストローム以
下であり、総じて透明度も良好であった。
【００６１】また基板と表面層との間に中間層を介在さ
せたことにより、基板と表面層との密着力向上、基板の
酸化抑制、表面層の応力の基板への影響の緩和という効
果も得られた。
せたことにより、基板と表面層との密着力向上、基板の
酸化抑制、表面層の応力の基板への影響の緩和という効
果も得られた。
【００６２】なお、試料Ｎo.２７，２８，３０，３４，
３５，３７においてガラス表面の白濁、型表面の膜成分
析出が認められたが、これは試料Ｎo.３，５，７および
１１と同様に、Ａｕの含有量が固溶限界を超えているか
らであり、中間層によるものではない。
３５，３７においてガラス表面の白濁、型表面の膜成分
析出が認められたが、これは試料Ｎo.３，５，７および
１１と同様に、Ａｕの含有量が固溶限界を超えているか
らであり、中間層によるものではない。
【００６３】以上、成形型の表面層形状が凹球面のもの
について示したが、本発明の成形型（Ｉ）において表面
層形状は、このような形状のものに限定されるものでは
ない。
について示したが、本発明の成形型（Ｉ）において表面
層形状は、このような形状のものに限定されるものでは
ない。
【００６４】比較例１ 基板上に設けた表面層が本発明の要件を満たさない成形
型を用いた以外は実施例１と同様にしてガラスのプレス
成形を行なった結果を表７に示す。
型を用いた以外は実施例１と同様にしてガラスのプレス
成形を行なった結果を表７に示す。
【００６５】
【表７】
【００６６】表７より、表面層がＰｔのみからなる試料
Ｎo.５１、Ｉｒ−Ｐｔからなる試料Ｎo.５２，５３およ
びＰｔ−Ｐｈからなる試料Ｎo.５４，５５のいずれもガ
ラスの離型性に著しく劣り、またガラス成形体および型
表面に微細キズが認められた。
Ｎo.５１、Ｉｒ−Ｐｔからなる試料Ｎo.５２，５３およ
びＰｔ−Ｐｈからなる試料Ｎo.５４，５５のいずれもガ
ラスの離型性に著しく劣り、またガラス成形体および型
表面に微細キズが認められた。
【００６７】また表面層がＡｕを含むが、第２成分が本
発明で第２成分として限定された成分に含まれないＰｔ
を用いた試料Ｎo.５６も、被成形ガラスの種類によって
はガラスの離型性に劣り、またガラス表面および型表面
に微細キズが認められた。次にもう１つの成形型（II）
の実施例を挙げる。
発明で第２成分として限定された成分に含まれないＰｔ
を用いた試料Ｎo.５６も、被成形ガラスの種類によって
はガラスの離型性に劣り、またガラス表面および型表面
に微細キズが認められた。次にもう１つの成形型（II）
の実施例を挙げる。
【００６８】実施例３（成形型（II）） 図３に示す基板１ａ，２ａとして実施例１，２で用いた
タングステンカーバイドに換え、シリコンカーバイド
（ＳｉＣ）を用い、同様に１００オングストローム以下
の面粗度に加工した。
タングステンカーバイドに換え、シリコンカーバイド
（ＳｉＣ）を用い、同様に１００オングストローム以下
の面粗度に加工した。
【００６９】この基板１ａ，２ａの凹球面に対し、スパ
ッタリング装置、イオンプレーティング装置を用い、所
定の成膜条件で表８〜１０に示した第１中間層１ｃ，２
ｃおよび必要により第２中間層１ｄ，２ｄを成膜し、次
いで表８〜１０に示した表面層１ｂ，２ｂを形成した。
ッタリング装置、イオンプレーティング装置を用い、所
定の成膜条件で表８〜１０に示した第１中間層１ｃ，２
ｃおよび必要により第２中間層１ｄ，２ｄを成膜し、次
いで表８〜１０に示した表面層１ｂ，２ｂを形成した。
【００７０】中間層、表面層の成膜条件は、例えば、実
施例３の試料Ｎo.１０７ではアルゴン（Ａｒ）ガス圧６
×１０-3Torr、電極間距離１００ｍｍ、回転数２０rpm
で、チタン（Ｔｉ）を第１中間層として成膜後、その上
にアルゴン（Ａｒ）ガス圧６．５×１０-3Torrで、金
（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）およびロ
ジウム（Ｒｈ）の別々のターゲットを用いる四元スパッ
タリングを行ない表面層を形成した。表面層形成後に膜
応力を測定した結果、圧縮約０．５ｋｇ／ｍｍ2であり
内部応力が著るしく小さいことが明らかとなった。な
お、中間層を設けずに、表面層を直接基板上に、アルゴ
ンガス圧を上記６．５×１０-3Torrよりも低い５×１０
-3TorrとしてＡｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈの別々のターゲッ
トを用いて四元スパッタリングで設けた場合は、膜応力
は圧縮約７５ｋｇ／ｍｍ2 であり、中間層を設けること
により内部応力が著るしく低減することが確認された。
施例３の試料Ｎo.１０７ではアルゴン（Ａｒ）ガス圧６
×１０-3Torr、電極間距離１００ｍｍ、回転数２０rpm
で、チタン（Ｔｉ）を第１中間層として成膜後、その上
にアルゴン（Ａｒ）ガス圧６．５×１０-3Torrで、金
（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）およびロ
ジウム（Ｒｈ）の別々のターゲットを用いる四元スパッ
タリングを行ない表面層を形成した。表面層形成後に膜
応力を測定した結果、圧縮約０．５ｋｇ／ｍｍ2であり
内部応力が著るしく小さいことが明らかとなった。な
お、中間層を設けずに、表面層を直接基板上に、アルゴ
ンガス圧を上記６．５×１０-3Torrよりも低い５×１０
-3TorrとしてＡｕ，Ｐｔ，Ｉｒ，Ｒｈの別々のターゲッ
トを用いて四元スパッタリングで設けた場合は、膜応力
は圧縮約７５ｋｇ／ｍｍ2 であり、中間層を設けること
により内部応力が著るしく低減することが確認された。
【００７１】なお，試力Ｎo.１０７ではＡｕ、Ｐｔ、Ｉ
ｒ、Ｒｈの別々のターゲットを同時にスパッタする四元
スパッタリングで行ったが、１種および２種の金属もし
くは目的の組成比にした合金ターゲットによる二元スパ
ッタリング、もしくはそれらをモザイク状に配置してそ
の面積比で組成を調整しても良い。また、ターゲットそ
のものが目的組成になっているものでもよい。
ｒ、Ｒｈの別々のターゲットを同時にスパッタする四元
スパッタリングで行ったが、１種および２種の金属もし
くは目的の組成比にした合金ターゲットによる二元スパ
ッタリング、もしくはそれらをモザイク状に配置してそ
の面積比で組成を調整しても良い。また、ターゲットそ
のものが目的組成になっているものでもよい。
【００７２】案内型３は本実施例では上型・下型の基板
１ａ，１ｂと同様のシリコンカーバイド（ＳｉＣ）で構
成されている。
１ａ，１ｂと同様のシリコンカーバイド（ＳｉＣ）で構
成されている。
【００７３】このようにして得られた成形型（II）を用
いて、実施例１，２と同様方法で、ガラスのプレス成形
によりガラス成形体を製造した。その結果を表８〜１０
に示す。
いて、実施例１，２と同様方法で、ガラスのプレス成形
によりガラス成形体を製造した。その結果を表８〜１０
に示す。
【００７４】
【表８】
【００７５】
【表９】
【００７６】
【表１０】
【００７７】表８〜１０より、すべてのガラスＡ，Ｂ，
ＣおよびＤについて、１０００回のプレス成形後も、ガ
ラス成形体が成形型から良好に離型し、表面層と中間層
との間、第１中間層と第２中間層との間および中間層と
基板との間での剥離など無く、付着性が良好で、また、
上・下型の表面層の面粗度および鏡面は当初の状態が維
持され、ガラス成形体の面粗度は１００オングストロー
ム以下であり、総じて透明度も良好であった。
ＣおよびＤについて、１０００回のプレス成形後も、ガ
ラス成形体が成形型から良好に離型し、表面層と中間層
との間、第１中間層と第２中間層との間および中間層と
基板との間での剥離など無く、付着性が良好で、また、
上・下型の表面層の面粗度および鏡面は当初の状態が維
持され、ガラス成形体の面粗度は１００オングストロー
ム以下であり、総じて透明度も良好であった。
【００７８】表面層の成膜時のキャリアガスの圧力を、
従来用いられている圧力よりも高くすることにより、膜
の内部応力を小さくでき、同時に中間層を用いることに
より、表面層と基板との良好な付着力を得ることができ
た。
従来用いられている圧力よりも高くすることにより、膜
の内部応力を小さくでき、同時に中間層を用いることに
より、表面層と基板との良好な付着力を得ることができ
た。
【００７９】なお、試料Ｎo.１０２，１０３，１０５，
１０９，１１０，１１２において、ガラス表面の白濁、
型表面の膜成分析出が認められたが、これは実施例２に
示した理由と同様に、金（Ａｕ）の含有量が固溶限界を
超えているからであり、基板種などを換えたためではな
い。
１０９，１１０，１１２において、ガラス表面の白濁、
型表面の膜成分析出が認められたが、これは実施例２に
示した理由と同様に、金（Ａｕ）の含有量が固溶限界を
超えているからであり、基板種などを換えたためではな
い。
【００８０】また、基板をシリコンカーバイド（Ｓｉ
Ｃ）からシリコンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）に換え、
同様な実験を行った結果も、シリコンカーバイド（Ｓｉ
Ｃ）の場合と同様に良好であった。
Ｃ）からシリコンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）に換え、
同様な実験を行った結果も、シリコンカーバイド（Ｓｉ
Ｃ）の場合と同様に良好であった。
【００８１】
【発明の効果】以上詳しく述べたように、本発明によれ
ば、緻密性、硬度、強度、プレス成形後のガラス成形体
との離型性、面精度の保持性などに優れた、ガラス成形
体の成形型が提供された。
ば、緻密性、硬度、強度、プレス成形後のガラス成形体
との離型性、面精度の保持性などに優れた、ガラス成形
体の成形型が提供された。
【図１】実施例１で用いた成形型の断面図
【図２】実施例１で用いたプレス成形機の断面図
【図３】実施例２および３で用いた成形型の断面図
１，１′ 上型 ２，２′ 下型 １ａ，２ａ 基板 １ｂ，２ｂ 表面層 １ｃ，１ｄ，２ｃ，２ｄ 中間層 ３ 案内型 ４ 被成形ガラス ５，６ 保持具 ７ 押し棒 ８ 石英管 ９ 加熱コイル １０ 熱電対
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２３Ｃ 14/34 Ｃ 8939−4Ｋ
Claims (9)
- 【請求項１】 基板および表面層を備え、表面層の形状
がプレス成形により被成形ガラスに転写されてガラス成
形体を成形する成形型において、表面層を構成する成分
が、金（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム
（Ｏｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タ
ングステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群
から選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特
徴とするガラス成形体の成形型。 - 【請求項２】 表面層を構成する部分が、さらに、白金
（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）
からなる群から選択される少なくとも１種の成分を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の成形型。 - 【請求項３】 表面層中の金（Ａｕ）の含有量が、固溶
限界内であることを特徴とする請求項１または２に記載
の成形型。 - 【請求項４】 基板がタングステンカーバイド（ＷＣ）
を主成分とし、不可避成分以外の金属成分を含まないこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の成
形型。 - 【請求項５】 基板と表面層との間に中間層を備え、中
間層がニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃ
ｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン
ナイトライド（ＴｉＮ）、チタンカーバイド（Ｔｉ
Ｃ）、チタンカーバイドナイトライド（ＴｉＣＮ）およ
びシリコンカーバイド（ＳｉＣ）からなる群から選択さ
れた少なくとも１種を含む物質で構成されていることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形
型。 - 【請求項６】 基板、中間層および表面層を備え、表面
層の形状がプレス成形により被成形ガラスに転写されて
ガラス成形体を成形する成形型において、基板を構成す
る成分が、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）およびシリコ
ンナイトライド（Ｓｉ3 Ｎ4 ）からなる群から選択され
る少なくとも１種であり、表面層を構成する成分が、金
（Ａｕ）と、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏ
ｓ）、ルテニウム（Ｒｕ）、レニウム（Ｒｅ）、タング
ステン（Ｗ）およびベリリウム（Ｂｅ）からなる群から
選択された少なくとも１種の成分とを含むことを特徴と
するガラス成形体の成形型。 - 【請求項７】 中間層がニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔ
ｉ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、コバルト
（Ｃｏ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、チタンカー
バイド（ＴｉＣ）、チタンカーバイドナイトライド（Ｔ
ｉＣＮ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）からなる
群から選択された少なくとも１種を含む物質で構成され
ていることを特徴とする請求項６に記載の成形型。 - 【請求項８】 表面層を構成する成分が、さらに白金
（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）およびロジウム（Ｒｈ）
からなる群から選択される少なくとも１種の成分を含む
ことを特徴とする請求項６または７に記載の成形型。 - 【請求項９】 表面層中の金（Ａｕ）の含有量が、固溶
限界内であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか
一項に記載の成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28793894A JP3630375B2 (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ガラス成形体の成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28793894A JP3630375B2 (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ガラス成形体の成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08143320A true JPH08143320A (ja) | 1996-06-04 |
| JP3630375B2 JP3630375B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
ID=17723685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28793894A Expired - Lifetime JP3630375B2 (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | ガラス成形体の成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3630375B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008126645A1 (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| JP2008280236A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-11-20 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| JP2009215156A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-09-24 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
| JP2015169194A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のピストン及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP28793894A patent/JP3630375B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
| WO2008126645A1 (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| JP2008280236A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-11-20 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| US7966845B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-06-28 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Glass-shaping mold and method for manufacturing the same |
| JP2009215156A (ja) * | 2008-02-15 | 2009-09-24 | Toshiba Mach Co Ltd | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| JP2015169194A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関のピストン及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3630375B2 (ja) | 2005-03-16 |
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