JPS63262213A - プラスチツク成形用鏡面金型 - Google Patents
プラスチツク成形用鏡面金型Info
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- JPS63262213A JPS63262213A JP9809687A JP9809687A JPS63262213A JP S63262213 A JPS63262213 A JP S63262213A JP 9809687 A JP9809687 A JP 9809687A JP 9809687 A JP9809687 A JP 9809687A JP S63262213 A JPS63262213 A JP S63262213A
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Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (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、超鏡面であることが要求される光学レンズ、
光磁気ディスク、光学式ビデオディスクなどのプラスチ
ック成°形用鏡面金型に関するものである。
光磁気ディスク、光学式ビデオディスクなどのプラスチ
ック成°形用鏡面金型に関するものである。
（従来の技術）
樹脂を成形することによって製造される、光学式ビデオ
ディスク、光磁気ディスク、光学レンズ等の光学製品に
はその表面が超鏡面であることが要求される０例えば、
光磁気ディスク基盤の表面には、Ｒ＋ｓａｘ Ｏ，００
５μの表面粗さが要求されつつある。
ディスク、光磁気ディスク、光学レンズ等の光学製品に
はその表面が超鏡面であることが要求される０例えば、
光磁気ディスク基盤の表面には、Ｒ＋ｓａｘ Ｏ，００
５μの表面粗さが要求されつつある。
そのためこれら光学製品は従来１ケづつ研磨することに
よって製造されていたが、近年その生産性を上げるため
金型成形による製造技術の必要性が高まりつつある。し
かし、この金型成形の場合、金型成形面の表面粗度が、
そのまま製品に転写されるため、その成形面には、光学
製品と同等の表面粗度（鏡面性）が要求される。金型成
形面の表面粗度に影響を与える最も大きな因子としては
、材料中の介在物が挙げられるため、これまで炭化物を
ほとんど含まない低炭素オーステナイト系析出硬化鋼、
マルテンサイト系析出硬化鋼の使用や、真空溶解、ＥＳ
Ｒ熔解による介在物の低減、粉末冶金法による介在物の
微細化等が検討されており、効果が上がりつつあるが、
一方、いかに介在物を低減または微細化しても結晶粒界
でも０．０２μ程度の段差が、発生するため、これ以上
の鏡面性は得られていない。
よって製造されていたが、近年その生産性を上げるため
金型成形による製造技術の必要性が高まりつつある。し
かし、この金型成形の場合、金型成形面の表面粗度が、
そのまま製品に転写されるため、その成形面には、光学
製品と同等の表面粗度（鏡面性）が要求される。金型成
形面の表面粗度に影響を与える最も大きな因子としては
、材料中の介在物が挙げられるため、これまで炭化物を
ほとんど含まない低炭素オーステナイト系析出硬化鋼、
マルテンサイト系析出硬化鋼の使用や、真空溶解、ＥＳ
Ｒ熔解による介在物の低減、粉末冶金法による介在物の
微細化等が検討されており、効果が上がりつつあるが、
一方、いかに介在物を低減または微細化しても結晶粒界
でも０．０２μ程度の段差が、発生するため、これ以上
の鏡面性は得られていない。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、従来不可能であった０、０１μ以下の表面粗
度を有し、かつプラスチック成形用金型として充分な耐
食性と耐摩耗性を有する鏡面金型を提供することにある
。
度を有し、かつプラスチック成形用金型として充分な耐
食性と耐摩耗性を有する鏡面金型を提供することにある
。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、金型の成形面を鏡面加工したアモルファス合
金とする事によって、結晶粒界段差の転写を防止し、上
記問題を解決したものである。
金とする事によって、結晶粒界段差の転写を防止し、上
記問題を解決したものである。
ここでアモルファス（非晶質）合金とは、原子の配列が
全くでたらめで結晶構造を持っていない合金をいう。ア
モルファス合金は、熔解金属を急速に冷却してつくられ
る。
全くでたらめで結晶構造を持っていない合金をいう。ア
モルファス合金は、熔解金属を急速に冷却してつくられ
る。
（作 用）
すなわち、金型成形面の結晶粒界段差の転写を防止する
には、結晶粒界の無い単結晶かあるいはアモルファスで
成形面を被覆する事が考えられるが、単結晶の場合、金
型成形面として必要な硬度、耐摩耗性が低（、また結晶
方向によって、表面粗度に異方性が出るという問題があ
る。（研麿方向では、０．０１μ以下の表面粗度が得ら
れるが、直角方向ではそれよりも悪いという結果を得て
いる。）それに対して、アモルファス合金の場合、鏡面
ｇｆ麿後の表面粗度の異方性が無く、かつ硬度が高く、
耐食性にも非常に優れている。
には、結晶粒界の無い単結晶かあるいはアモルファスで
成形面を被覆する事が考えられるが、単結晶の場合、金
型成形面として必要な硬度、耐摩耗性が低（、また結晶
方向によって、表面粗度に異方性が出るという問題があ
る。（研麿方向では、０．０１μ以下の表面粗度が得ら
れるが、直角方向ではそれよりも悪いという結果を得て
いる。）それに対して、アモルファス合金の場合、鏡面
ｇｆ麿後の表面粗度の異方性が無く、かつ硬度が高く、
耐食性にも非常に優れている。
アモルファス合金で表面粗度の異方性が出ない理由は、
明らかでは無いが、原子の配列に異方性が無いことおよ
び硬度が単結晶に比べて、高いことに起因しているもの
とおもわれる。
明らかでは無いが、原子の配列に異方性が無いことおよ
び硬度が単結晶に比べて、高いことに起因しているもの
とおもわれる。
−刃金型成形面の表面をアモルファス化するには、Ｎ１
−Ｐ合金等を無電解メッキする方法と急冷凝固によりア
モルファスとなる組成の合金をレーザまたは電子ビーム
で熔融急冷する方法（以下レーザグレージング法という
。）とがあるが、無電解メッキ法では、金型基盤との密
着性が悪く、また一般的にアモルファス層の結晶化温度
が低いため（約２００℃）、レーザグレージング法によ
ってアモルファス化するのが、望ましい。レーザグレー
ジング法に関しては、これまでＰｄ合金やＦｅ −Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｐ−Ｃ合金の箔を基盤表面にのせ、高温で加熱
熔融することによって、基盤と仮接合し、その後レーザ
による溶融急冷によって厚み約３０μのアモルファス層
が形成できる事が報告されているが、（Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒａｐｉｄ
ｌｙ Ｑｕｅｎｃｈｅｄ ＭｅｔａｌＳ＋ （１９８４
）、 ｐ、１２３ ） 、アモルファス合金の鏡面加工
性および鏡面加工したアモルファスを成形面に用いた時
の被成形材の鏡面性などについては、言及されていない
。
−Ｐ合金等を無電解メッキする方法と急冷凝固によりア
モルファスとなる組成の合金をレーザまたは電子ビーム
で熔融急冷する方法（以下レーザグレージング法という
。）とがあるが、無電解メッキ法では、金型基盤との密
着性が悪く、また一般的にアモルファス層の結晶化温度
が低いため（約２００℃）、レーザグレージング法によ
ってアモルファス化するのが、望ましい。レーザグレー
ジング法に関しては、これまでＰｄ合金やＦｅ −Ｃｒ
−Ｍｏ−Ｐ−Ｃ合金の箔を基盤表面にのせ、高温で加熱
熔融することによって、基盤と仮接合し、その後レーザ
による溶融急冷によって厚み約３０μのアモルファス層
が形成できる事が報告されているが、（Ｐｒｏｃｅｅｄ
ｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａ
ｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒａｐｉｄ
ｌｙ Ｑｕｅｎｃｈｅｄ ＭｅｔａｌＳ＋ （１９８４
）、 ｐ、１２３ ） 、アモルファス合金の鏡面加工
性および鏡面加工したアモルファスを成形面に用いた時
の被成形材の鏡面性などについては、言及されていない
。
なお、金型成形面に被覆するアモルファス組成は、特に
制限がないが、アモルファス化の容易さおよび耐摩耗性
の観点からＰおよびＣをその合計量でｌｅ ２４ａｔ
％含有するＦｅ基アモルファス合金を用いるのが望まし
い。また、表面の耐食性が特に要求される場合には、Ｃ
ｒを５ａｔ％−２０ａ ｔ％含むＦｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃ系
合金またはさらにＭｏを３ａｔ％−１５ａｔ％用いるの
が望ましい。その際、Ｃｒ ５ ａｔ％未満では耐食性
向上効果がそれほどなく、また２０ａ ｔ％を越えると
アモルファス化が困難となる。
制限がないが、アモルファス化の容易さおよび耐摩耗性
の観点からＰおよびＣをその合計量でｌｅ ２４ａｔ
％含有するＦｅ基アモルファス合金を用いるのが望まし
い。また、表面の耐食性が特に要求される場合には、Ｃ
ｒを５ａｔ％−２０ａ ｔ％含むＦｅ−Ｃｒ−Ｐ−Ｃ系
合金またはさらにＭｏを３ａｔ％−１５ａｔ％用いるの
が望ましい。その際、Ｃｒ ５ ａｔ％未満では耐食性
向上効果がそれほどなく、また２０ａ ｔ％を越えると
アモルファス化が困難となる。
また、ＭｏとＣｒを同時添加する事によって耐食性はさ
らに向上するが、３ａｔ％未満では効果がなく、１５ａ
ｔ％を越えるとアモルファス化が困難となる。
らに向上するが、３ａｔ％未満では効果がなく、１５ａ
ｔ％を越えるとアモルファス化が困難となる。
（実施例）
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図に示すものは、プラスチック成形試験機であって
、シリンダ１と、このシリンダ１を加熱するヒータ２と
、シリンダ１内に嵌入された上金型３及び下金型４と、
上金型３を下方に押圧するピストン５とから成る。
、シリンダ１と、このシリンダ１を加熱するヒータ２と
、シリンダ１内に嵌入された上金型３及び下金型４と、
上金型３を下方に押圧するピストン５とから成る。
前記上・下金型３，４０対向面はアモルファス層６に形
成され、上・下のアモルファス層６．６間の間隙に樹脂
７が充填されている。
成され、上・下のアモルファス層６．６間の間隙に樹脂
７が充填されている。
前記上・下金型３．４は基盤材料として厚み２０寵■。
直径１５０鶴の５ＵＳ４２０Ｊ２．５ＫＤＩＩを用い、
その片面を後記方法にてアモルファス化したのち、側面
および底面を通常の機械加工にて仕上げ、次いでアモル
ファス化面を研磨材としてコロイダルシリカ（粒径０．
０２〜０．０３μ）を用いて鏡面仕上加工が行なわれて
いる。
その片面を後記方法にてアモルファス化したのち、側面
および底面を通常の機械加工にて仕上げ、次いでアモル
ファス化面を研磨材としてコロイダルシリカ（粒径０．
０２〜０．０３μ）を用いて鏡面仕上加工が行なわれて
いる。
前記プラスチック成形試験機を用い、後記条件にて成形
試験を行い、被成形材の表面粗度をアモルファス化して
いない５ＵＳ４２０Ｊ２製金型を用いた場合と比較した
。
試験を行い、被成形材の表面粗度をアモルファス化して
いない５ＵＳ４２０Ｊ２製金型を用いた場合と比較した
。
また、これとは別に３０ｍＸ５９ｗＸＩＯｍ形状の上記
基盤表面を同方法にてアモルファス化し、表面硬度、耐
食性および鏡面加工後の表面粗度を５ＵＳ４２０Ｊ２と
比較した。
基盤表面を同方法にてアモルファス化し、表面硬度、耐
食性および鏡面加工後の表面粗度を５ＵＳ４２０Ｊ２と
比較した。
記
１、アモルファス化方法
■基盤表面をＮｉメッキ（厚み５μ）
■第１表に示される組成の粉末を厚み約４０〜５０μに
塗布 ■１０２０℃×２０分加熱保持（粉末仮接合の為）■レ
ーザ照射 出力２．５１ｖ 、速度９０ｍ／分、スポット径０．３
鶴。
塗布 ■１０２０℃×２０分加熱保持（粉末仮接合の為）■レ
ーザ照射 出力２．５１ｖ 、速度９０ｍ／分、スポット径０．３
鶴。
送り ０．５鶴
２・、プラスチック成形試験条件
１）プラスチック材質および成形温度
ポリカーボネート系樹脂＝３００℃
アクリル系樹脂 ＝２５０℃
２）成形圧力
４９ｋｇ／ｃＪ１
３、結果
ｌ）表面硬度
成形面表面の硬度を第２表に示す。
従来の５ＵＳ４２０Ｊ２では高々Ｈｖ５００〜５５０程
度であるのに対しアモルファスはＨｖ約９００と非常に
高く耐摩耗性に優れている事を示している。
度であるのに対しアモルファスはＨｖ約９００と非常に
高く耐摩耗性に優れている事を示している。
２）表面粗度
また鏡面加工後の表面粗度を同じく第２表に示す。
５ＵＳ４２０Ｊ２は従来材の中でも比較的鏡面加工性が
よい方であるが、それでもＲｍａｘ Ｏ，０３ｖ程度で
あるのに対し、表面アモルファス化材ではＲｍａｘ Ｏ
，００３〜０．００５ ｐと非常に粗度が小さい。
よい方であるが、それでもＲｍａｘ Ｏ，０３ｖ程度で
あるのに対し、表面アモルファス化材ではＲｍａｘ Ｏ
，００３〜０．００５ ｐと非常に粗度が小さい。
３）耐食性
５ＵＳ４２０Ｊ２焼入焼戻し材および表面アモルファス
化材のＩＮ Ｈα中の腐食速度（常温）を測定した結果
を第２図に示す。
化材のＩＮ Ｈα中の腐食速度（常温）を測定した結果
を第２図に示す。
Ｃｒを１０％および１５％を含有するアモルファス層を
表面に形成したものでは１００ ｈｒ後もほとんど腐食
せず優れた耐食性を示す。
表面に形成したものでは１００ ｈｒ後もほとんど腐食
せず優れた耐食性を示す。
４）被成形材の表面粗度
一成形後のプラスチックの表面粗度測定結果を第２表に
示す。
示す。
５ＵＳ４２０Ｊ２製型を用いた場合、型の表面粗度が大
きい為被成形材の表面粗度もＲａ＋ａｘ Ｏ，０３ｖ程
度であるのに対し、表面をアモルファス化した型を用い
た場合には、Ｒｍａｘ Ｏ，００３〜０゜００６μとそ
の鏡面性は著しく向上する。
きい為被成形材の表面粗度もＲａ＋ａｘ Ｏ，０３ｖ程
度であるのに対し、表面をアモルファス化した型を用い
た場合には、Ｒｍａｘ Ｏ，００３〜０゜００６μとそ
の鏡面性は著しく向上する。
第１表 アモルファス組成（ａｔ％）
第２表
（発明の効果）
以上の通り本発明金型を用いる事により従来不可能であ
ったＲｍａｘ Ｏ，０１μ以下のプラスチック金型成形
品を製造する事が可能となり、また成形面の表面硬度が
高（、耐摩耗性を示し、さらにＣｒを５〜２０ａ ｔ％
金含有たものではアモルファス特有の優れた耐食性を示
す為、型の寿命を向上させる事も可能となる。
ったＲｍａｘ Ｏ，０１μ以下のプラスチック金型成形
品を製造する事が可能となり、また成形面の表面硬度が
高（、耐摩耗性を示し、さらにＣｒを５〜２０ａ ｔ％
金含有たものではアモルファス特有の優れた耐食性を示
す為、型の寿命を向上させる事も可能となる。
第１図は、本発明に係る金型を用いたプラスチック成形
試験機の断面図、第２図は腐食試験結果を示すグラフで
ある。 ３・・・上金型、４・・・下金型、６・・・アモルファ
ス層。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所第 １ 口 第２日 ４４′鰭闇（ｂｙ）
試験機の断面図、第２図は腐食試験結果を示すグラフで
ある。 ３・・・上金型、４・・・下金型、６・・・アモルファ
ス層。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所第 １ 口 第２日 ４４′鰭闇（ｂｙ）
Claims (2)
- （１）少なくとも成形面表層部が鏡面加工されたアモル
ファスからなることを特徴とするプラスチック成形用鏡
面金型。 - （２）アモルファス層が、リン（Ｐ）およびカーボン（
Ｃ）をその合計で１６ａｔ％〜２４ａｔ％、クロム（Ｃ
ｒ）を５ａｔ％〜２０ａｔ％含有するＦｅ基アモルファ
ス合金であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載のプラスチック成形用鏡面金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809687A JPS63262213A (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | プラスチツク成形用鏡面金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9809687A JPS63262213A (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | プラスチツク成形用鏡面金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63262213A true JPS63262213A (ja) | 1988-10-28 |
Family
ID=14210809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9809687A Pending JPS63262213A (ja) | 1987-04-21 | 1987-04-21 | プラスチツク成形用鏡面金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63262213A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002326230A (ja) * | 2001-05-07 | 2002-11-12 | Ricoh Co Ltd | 金型製造方法とその装置、金型及び成形品 |
| US6766999B2 (en) * | 2001-02-28 | 2004-07-27 | Konica Corporation | Optical element molding die and optical element |
| JP2014135443A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Asahi Kasei Corp | 電子ビーム露光用ロールおよびその製造方法 |
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1987
- 1987-04-21 JP JP9809687A patent/JPS63262213A/ja active Pending
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