JPS6172634A - ガラス製品成形用金型 - Google Patents
ガラス製品成形用金型Info
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- JPS6172634A JPS6172634A JP19446384A JP19446384A JPS6172634A JP S6172634 A JPS6172634 A JP S6172634A JP 19446384 A JP19446384 A JP 19446384A JP 19446384 A JP19446384 A JP 19446384A JP S6172634 A JPS6172634 A JP S6172634A
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- Japan
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- mold
- molding
- glass
- glass article
- vapor deposition
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- 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
-
- 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
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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
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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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】
本発明はプレス成形用金型の表面処理及びその材質に関
するもので、特（ニガラス製品のプレス成形用金型に係
わるものである。
するもので、特（ニガラス製品のプレス成形用金型に係
わるものである。
従来技術
ガラスを加熱プレスにより所定の成形品にすることは特
公昭５５−１１６２４号公報によって公知であるが、離
型性の問題から特に像形成用光学レンズに要求される厳
密な表面形状および表面特性は達成されていない。
公昭５５−１１６２４号公報によって公知であるが、離
型性の問題から特に像形成用光学レンズに要求される厳
密な表面形状および表面特性は達成されていない。
この離型性はプレス金型の材質に帰因するガラスの濡れ
性に大きく依存しているからである。
性に大きく依存しているからである。
最近、ガラス状炭素、タングステン合金または石英ガラ
スより成る金型な用いることが米国特許第４０９８５９
６号やオランダ国特許第８００３０号明細書に開示され
、またＳＵＳ ４００係ステンレスよりなる金型を用い
ることが米国特許第３１６８６１号明細書に開示されて
いる。
スより成る金型な用いることが米国特許第４０９８５９
６号やオランダ国特許第８００３０号明細書に開示され
、またＳＵＳ ４００係ステンレスよりなる金型を用い
ることが米国特許第３１６８６１号明細書に開示されて
いる。
しかしながら、これら従来の金型においては、以下に記
載するような問題点を有している。たとえば、ステンレ
ス等の金属はガラスの成形および熱間加圧の温度サイク
ルにより結晶粒の成長を生じて結晶構造が変わり、その
結果表面が肌荒れしたものとなる。これは表面形状や離
型性を劣化させで成長早期に製品の平滑度や光沢を損い
、また金型の寿命を非常に短かくする欠点がある。
載するような問題点を有している。たとえば、ステンレ
ス等の金属はガラスの成形および熱間加圧の温度サイク
ルにより結晶粒の成長を生じて結晶構造が変わり、その
結果表面が肌荒れしたものとなる。これは表面形状や離
型性を劣化させで成長早期に製品の平滑度や光沢を損い
、また金型の寿命を非常に短かくする欠点がある。
他方、ガラス状炭素は酸化しやすく、構造的に弱く、面
に掻き傷を受けやすく、熱伝導度が低く、また耐破壊衝
撃力も低い。
に掻き傷を受けやすく、熱伝導度が低く、また耐破壊衝
撃力も低い。
これら特性食べては、ガラスを加熱軟化して加圧成形す
るためには望ましくないものである。さらに、−石英ガ
ラスは濡れ性を有し、熱伝導度も低いので、ガラス状炭
素と同様に金型材としては充分ではない。出願人の調査
したところＣ二よれば特Ｃ二高温耐酸化性及び離型性に
優れたものはなかった。
るためには望ましくないものである。さらに、−石英ガ
ラスは濡れ性を有し、熱伝導度も低いので、ガラス状炭
素と同様に金型材としては充分ではない。出願人の調査
したところＣ二よれば特Ｃ二高温耐酸化性及び離型性に
優れたものはなかった。
シ
そこで、望ましいガラス成形特性を有し、且つ、構造的
及び熱的特性の向上した金型材料の開発が強く望まれて
いたのである。
及び熱的特性の向上した金型材料の開発が強く望まれて
いたのである。
発明の目的
本発明は、前述した従来技術の欠点としての諸問題を解
消し、研削、研磨工程なしで光学表面性能を有するガラ
ス成形面を形成した光学素子プレス成形用金型を提供す
ることを目的とするものである。
消し、研削、研磨工程なしで光学表面性能を有するガラ
ス成形面を形成した光学素子プレス成形用金型を提供す
ることを目的とするものである。
発明の概要
本発明は、ステンレス鋼、Ｎｉ基合金の様な金属基材よ
りなる金型本体のプレス成形面Ｃ二対して、ＰＶＤ （
物理的蒸着法）又はＣＶＤ （化学的蒸着法）等を用い
てＳ ｉ ＳＮ４またはＨｆＮのセラミック層を形成し
たもので、ガラス製品、特に光学素子としてのレンズや
プリズムの成形を研削、研磨工程なしＣ二行うことがで
きるものである。
りなる金型本体のプレス成形面Ｃ二対して、ＰＶＤ （
物理的蒸着法）又はＣＶＤ （化学的蒸着法）等を用い
てＳ ｉ ＳＮ４またはＨｆＮのセラミック層を形成し
たもので、ガラス製品、特に光学素子としてのレンズや
プリズムの成形を研削、研磨工程なしＣ二行うことがで
きるものである。
実施例
以下、実施例により本発明を具体的（＝説明する。
第１図は本発明の実施例を示す金型の断面図で、１は金
型本体、２はそのプレス成形面にコーティング層として
のセラミック層を設けたものである。
型本体、２はそのプレス成形面にコーティング層として
のセラミック層を設けたものである。
（第１実施例）
金型本体１をマルテンサイト系のステンレス鋼５ＵＳ４
２０ Ｊ！−基材にて成形し、その表面にコーティン
グ層２として、第２図に示すような周知のプラズマＣＶ
Ｄ法（化学的蒸着法）による５ｉｌＮ、層を形成したも
のである。
２０ Ｊ！−基材にて成形し、その表面にコーティン
グ層２として、第２図に示すような周知のプラズマＣＶ
Ｄ法（化学的蒸着法）による５ｉｌＮ、層を形成したも
のである。
プラズマＣＶＤ法は、第２図に示すように、アルミ類の
ペース７とペルジャー４にて囲まれた反応室内の反応ガ
ス導入口３よりｓｉ、ｕ、及びＮＨ，の反応ガスを導入
し、ＲＦコイル６によりプラズマを発生させ、円盤状電
極５，５間Ｃ二第１図に示すような金型本体を膜量し、
金型本体の表面にＳｉ ３Ｎ４層を析出させるのである
。実験によれば金型本体を４５０℃に加熱し、反応ガス
の圧力を１ ｔｏｏｒに制御した場合、金型の成形面に
３μｍの厚さの５ｉｌＮ、の層を形成をみることが出来
た。
ペース７とペルジャー４にて囲まれた反応室内の反応ガ
ス導入口３よりｓｉ、ｕ、及びＮＨ，の反応ガスを導入
し、ＲＦコイル６によりプラズマを発生させ、円盤状電
極５，５間Ｃ二第１図に示すような金型本体を膜量し、
金型本体の表面にＳｉ ３Ｎ４層を析出させるのである
。実験によれば金型本体を４５０℃に加熱し、反応ガス
の圧力を１ ｔｏｏｒに制御した場合、金型の成形面に
３μｍの厚さの５ｉｌＮ、の層を形成をみることが出来
た。
この方法によって得られた金型は、高温におけるガラス
成形に際しても良好な離型性を示しが。
成形に際しても良好な離型性を示しが。
離型性の大きさを示す因子としてガラスの濡れ角が比較
されるが、本実施例による金型の場合、５００℃におい
てθ＝１４５°を示し、良好な離型性を示している。
されるが、本実施例による金型の場合、５００℃におい
てθ＝１４５°を示し、良好な離型性を示している。
更に、本実施例の金型によりガラスフィルターのプレス
成形を行ったところ、約５倍の寿命を保つことが確認で
きた（従来は１０００個程度の成形で金型が使用不能と
なっていた）。また、面精度についても、本金型Ｃ：よ
り得られたガラス面は、表面粗さがＲｎｗ＝ ０．００
５μｍ程度の値を示し、通常の研磨ガラス面や金型によ
る成形品１：比べ約１／２以下となった。
成形を行ったところ、約５倍の寿命を保つことが確認で
きた（従来は１０００個程度の成形で金型が使用不能と
なっていた）。また、面精度についても、本金型Ｃ：よ
り得られたガラス面は、表面粗さがＲｎｗ＝ ０．００
５μｍ程度の値を示し、通常の研磨ガラス面や金型によ
る成形品１：比べ約１／２以下となった。
（第２実施例）
第１実施例と同様Ｃ金型本体１をＳＵＳ −４２０−Ｊ
、基材によって作製し、そのプレス成形面に対し、ＰＶ
Ｄ（物理的蒸着法）の一種である反応性イオンブレーテ
ィング法を用いてＨｆＮ層を形成したものである。
、基材によって作製し、そのプレス成形面に対し、ＰＶ
Ｄ（物理的蒸着法）の一種である反応性イオンブレーテ
ィング法を用いてＨｆＮ層を形成したものである。
第３図に、その反応性イオンブレーティング装置の概略
図を示す。
図を示す。
イオンブレーティングは、真空蒸着膜の基板への付着強
度を高める目的から、蒸着粒子をイオン化し、電界によ
り加速してから基盤（金型）の表面に付着させる方法で
ある。
度を高める目的から、蒸着粒子をイオン化し、電界によ
り加速してから基盤（金型）の表面に付着させる方法で
ある。
１は真空系で、ルツボ５に′蒸発物質Ｈｆを入れて電子
銃からの電子ビームによって照射すると、ルツボ内の物
質Ｈｆはスパッタリングを起して蒸発する。これにＲＦ
コイル電極２により電界をかけて蒸発した蒸発物質であ
るＨｆの粒子３をイオン化し、加速することにより基盤
４（金型）の表面にコーティングを行うのである。この
時、蒸発物質Ｈｆが雰囲気ガスＮ、と反応して所定の分
子プラズマとなって金型の表面に打込まれ薄膜を形成す
るのである。
銃からの電子ビームによって照射すると、ルツボ内の物
質Ｈｆはスパッタリングを起して蒸発する。これにＲＦ
コイル電極２により電界をかけて蒸発した蒸発物質であ
るＨｆの粒子３をイオン化し、加速することにより基盤
４（金型）の表面にコーティングを行うのである。この
時、蒸発物質Ｈｆが雰囲気ガスＮ、と反応して所定の分
子プラズマとなって金型の表面に打込まれ薄膜を形成す
るのである。
この時の基盤温度は、４５０〜５００°Ｃが適当である
。
。
１１ このようにして形成された第２実施例の
プレス成形面硬度は、金型本体がＳＵＳ −４２０Ｊｔ
の場合、Ｈｖ ＝ ６５０〜６８０ Ｋ９／−であった
が、Ｉ（ｆＮ層の形成によりＨｖ＝１７００ Ｋ９／讐
まで向上した。
プレス成形面硬度は、金型本体がＳＵＳ −４２０Ｊｔ
の場合、Ｈｖ ＝ ６５０〜６８０ Ｋ９／−であった
が、Ｉ（ｆＮ層の形成によりＨｖ＝１７００ Ｋ９／讐
まで向上した。
によれば、第４図に示すような結果を得た。特に３００
℃以上の環境においては、ＨｆＮをコーティングした＄
２実施例のものと、ＨｆＮコーティングを施さないもの
との差が大きく、ＨｆＮをコーティングしたものは著る
しく＾性に優れていること力も判明した。
℃以上の環境においては、ＨｆＮをコーティングした＄
２実施例のものと、ＨｆＮコーティングを施さないもの
との差が大きく、ＨｆＮをコーティングしたものは著る
しく＾性に優れていること力も判明した。
また、イオンブレーティング法によるコーティング層は
、剥離、脱落等が極めて少く、メッキ等の処理に比較し
て、その付着強度は格段に優れていることも判明した。
、剥離、脱落等が極めて少く、メッキ等の処理に比較し
て、その付着強度は格段に優れていることも判明した。
なお、本金型を用いて、４００℃にてレンズの成型実稍
を行ったところ、１００００個以上の成型に耐えること
が確認できた。
を行ったところ、１００００個以上の成型に耐えること
が確認できた。
（第３実施例）
これは、金型本体を合金工具鋼材５ＫＤ６１基材により
構成し、金型面に対してプラズマ溶射による窒化ケイ素
Ｓｉ、Ｎ、層を形成し、ダイヤモンドペーストを用いて
鏡面研磨仕上を行ったものである。
構成し、金型面に対してプラズマ溶射による窒化ケイ素
Ｓｉ、Ｎ、層を形成し、ダイヤモンドペーストを用いて
鏡面研磨仕上を行ったものである。
この方法はコーティング層が数１０μｍオーダーと比較
的厚いため、高精度の金型には不向きであるが、特に成
形温度の高い硝子種の加工に有利である。
的厚いため、高精度の金型には不向きであるが、特に成
形温度の高い硝子種の加工に有利である。
（第４実施例）
また、金型本体を第３実施例と同じ合金工具鋼材５ＫＤ
６１基材で構成し、金型面に対してプラズマ溶射による
窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４の薄膜層とイオンブレーティング
法によるＨｆＮの薄膜層とを交互に積層したちの第１〜
第３実施例と同等の効果を有するものであり、成形品の
材質又は温度に応じて層の位置や厚さを選択することに
より優れた作業性を有するものである。
６１基材で構成し、金型面に対してプラズマ溶射による
窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４の薄膜層とイオンブレーティング
法によるＨｆＮの薄膜層とを交互に積層したちの第１〜
第３実施例と同等の効果を有するものであり、成形品の
材質又は温度に応じて層の位置や厚さを選択することに
より優れた作業性を有するものである。
発明の効果
本発明によれば、一般にガラス成形用金型として具備す
べき条件としての、耐酸性、耐腐食性。
べき条件としての、耐酸性、耐腐食性。
離型性、耐高温性、加工性、耐ヒートチェック性等の性
能全べてにわたって優れた改良特性を有し、特にガラス
に対する離型性が良く、高温、常温での硬度が高く、金
型の局所的変形及び機械的損傷を受けず、しかも、耐酸
化性・耐腐食性が向上したため（：金型面の肌荒れが少
くなり、金型の寿命も延伸する。また、研削、研磨工程
なしに鏡面成形面を得ることができる等の優れた効果を
奏するものである。
能全べてにわたって優れた改良特性を有し、特にガラス
に対する離型性が良く、高温、常温での硬度が高く、金
型の局所的変形及び機械的損傷を受けず、しかも、耐酸
化性・耐腐食性が向上したため（：金型面の肌荒れが少
くなり、金型の寿命も延伸する。また、研削、研磨工程
なしに鏡面成形面を得ることができる等の優れた効果を
奏するものである。
第１図は本発明の金型の断面図、第２図は第１実施例に
使用した装置の説明用概略図、第３図は第２実施例に使
用した装置の説明用概略図、第４図は第２実施例による
金型の温度−耐腐食性実験結果を示すグラフ。 １・・・・・・金型本体（基材） ２・・・・・・コーティング層 第１図 第２図 第３図 第４図 温度 手わ夕を市正；呻（Ｆ１発） ｊ、事件の表示 昭ｆ０５９年特許頓第１９４４Ｇ３号 ２、発明の名称 ガラス製品成形用金型 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号４、代
理人 ７、ＭＴＦの内容 （１） 明細ＰＩ第２頁第１５行目に記載のｒｓＵｓ
、＋００係」を’５ＵＳ４００系、と補正する。 （２）明細書第３頁第５行目に記載のｒ成長早期、を「
成形早期、と補正する。 （：３）明細書節３３：Ｌ第１０行目に記載の「特性全
へては、を「全では、と補正する。 ＋４１ 明ｍ＠第５頁第１６行目に記載の「圧力をｌ
ｔｏｏｒに。 を「圧力をｌ ｔｏｒｒに、と補正する。
使用した装置の説明用概略図、第３図は第２実施例に使
用した装置の説明用概略図、第４図は第２実施例による
金型の温度−耐腐食性実験結果を示すグラフ。 １・・・・・・金型本体（基材） ２・・・・・・コーティング層 第１図 第２図 第３図 第４図 温度 手わ夕を市正；呻（Ｆ１発） ｊ、事件の表示 昭ｆ０５９年特許頓第１９４４Ｇ３号 ２、発明の名称 ガラス製品成形用金型 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号４、代
理人 ７、ＭＴＦの内容 （１） 明細ＰＩ第２頁第１５行目に記載のｒｓＵｓ
、＋００係」を’５ＵＳ４００系、と補正する。 （２）明細書第３頁第５行目に記載のｒ成長早期、を「
成形早期、と補正する。 （：３）明細書節３３：Ｌ第１０行目に記載の「特性全
へては、を「全では、と補正する。 ＋４１ 明ｍ＠第５頁第１６行目に記載の「圧力をｌ
ｔｏｏｒに。 を「圧力をｌ ｔｏｒｒに、と補正する。
Claims (4)
- （１）金属基材より形成された金型の成形面にＳｉ又は
Ｈｆの窒化物を主成分とした薄膜層を形成したことを特
徴とするガラス成形用金型。 - （２）金属基材がマルテンサイト系ステンレスであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のガラス成形
用金型。 - （３）金属基材が合金工具鋼であることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のガラス成形用金型。 - （４）金型の成形面に設けられた薄膜層はＳｉとＨｆの
各窒化物の層を交互に積層したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のガラス成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19446384A JPS6172634A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | ガラス製品成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19446384A JPS6172634A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | ガラス製品成形用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172634A true JPS6172634A (ja) | 1986-04-14 |
| JPH0429612B2 JPH0429612B2 (ja) | 1992-05-19 |
Family
ID=16324976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19446384A Granted JPS6172634A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | ガラス製品成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6172634A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256732A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-09 | Hoya Corp | ガラスレンズの成形型 |
| JPS632821A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-07 | コ−ニング グラス ワ−クス | ガラス光学素子の成形方法、この方法に使用する型、およびこの型の製造方法 |
| JPS63182225A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラス素子の製造方法 |
| KR101217034B1 (ko) * | 2010-05-25 | 2013-01-02 | (주)안성정기 | 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법 및 이 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245613A (en) * | 1975-09-02 | 1977-04-11 | Eastman Kodak Co | Process for molding of optical glass body and body with said process |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP19446384A patent/JPS6172634A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5245613A (en) * | 1975-09-02 | 1977-04-11 | Eastman Kodak Co | Process for molding of optical glass body and body with said process |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256732A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-09 | Hoya Corp | ガラスレンズの成形型 |
| JPH021782B2 (ja) * | 1986-04-28 | 1990-01-12 | Hoya Corp | |
| JPS632821A (ja) * | 1986-06-19 | 1988-01-07 | コ−ニング グラス ワ−クス | ガラス光学素子の成形方法、この方法に使用する型、およびこの型の製造方法 |
| JPS63182225A (ja) * | 1987-01-23 | 1988-07-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラス素子の製造方法 |
| KR101217034B1 (ko) * | 2010-05-25 | 2013-01-02 | (주)안성정기 | 유리용기 성형용 몰드의 코팅방법 및 이 방법에 의해 표면이 코팅처리된 성형용 몰드 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429612B2 (ja) | 1992-05-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |