KR19980071587A - 프레스 성형용 금형과 그 제조 방법 및 이것을 이용한 유리 제품의 제조방법 - Google Patents

프레스 성형용 금형과 그 제조 방법 및 이것을 이용한 유리 제품의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관한 프레스 성형용 금형과 그 제조 방법 및 이것을 이용한 유리 제품의 제조 방법은, 금형 모재(母材)(1)의 프레스 성형면에 하지층(2)을 거쳐 보호막(3)을 형성한 프레스 성형용 금형으로, (1)상기 하지층은 하기(i) 및 (ii)의 군에서 선택된 적어도 한 종류의 물질로 이루어지고, (i)티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta) 및 텅스텐(W)에서 선택된 적어도 한 종류의 금속 또는 이들의 합금, (ii)탄화 규소, 질화 규소, 산화 규소에서 선택된 적어도 한 종류의 규소 화합물과 상기 보호막에 포함되는 성분과의 혼합체, (2)상기 보호막은, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re) 및 탄탈(Ta)에서 선택된 적어도 한 종류의 금속 또는 이들의 합금 박막이다.

Description

프레스 성형용 금형과 그 제조 방법 및 이것을 이용한 유리 제품의 제조 방법
본 발명은 자기 디스크 등의 기록 매체에 최적한 자기 디스크용 유리 기판을 대량으로 안전하게 생산할 수 있는 프레스 성형용 금형과 그 제조 방법 및 이것을 이용한 유리 제품의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 자기 기록의 분야, 특히 자기 디스크에 있어서는, 소형화, 박형화, 고용량화 등의 고성능화가 진행되고 있으나, 그에 따라, 고밀도 자기 기록매체에 대한 요구가 높아지고, 고강성, 고경도에서 평활화가 용이한 유리 기판은, 고밀도화, 고신뢰성화에 극히 유리한 점에서 활발히 검토되고 있다.
종래, 자기 디스크용 유리 기판은, 소정의 사이즈로 잘라낸 후, 평활한 표면을 얻기 위해 한 장 한 장 유리 기판을 연마하는 연마법에 의해 제조되어 왔다. 그러나, 연마 공정에 높은 정도(精度)가 요구되고 또한, 공정수도 많다는 결점이 있었다.
그에 대해, 고품질이면서 고생산성이 가능한 프레스 성형법은 광학 유리소자 제조의 분야에서는 많은 검토가 이루어져, 이미 실용화가 도모되고 있다.
그런데, 프레스 성형에 이용되는 금형은, 유리를 반복 성형하여도 열화하지 않는 특수한 금형이 필요하여, 여러 가지 검토가 이루어지고 있다.
프레스 성형 금형 모재로서는, 초경합금(텅스텐카바이드)이나, 서매트, 지르코니아, 탄화 규소, 그 외 세라믹스가 사용되고, 금형은 모재 보호와 틀에서 분리할 때의 유리의 점착을 방지하기 위해, 이형성, 내산화성, 내반응성이 좋은 보호막이 코팅된 것이 개발되고 있다.
예를들면, 일본국 특개평 2-137914호 공보에는, 초경합금 표면에 귀금속 합금 박막을 설치하여, 합금 표면상에 미세패턴을 형성한 성형용 금형이 제안되고 있다. 그러나, 모재로써 이용되는 초경합금(텅스텐 카바이드)이나 서매트는 가공성이 나쁘고, 자기 디스크용 기판의 형으로써 충분한 평활성(nm오더의 평활성)을 얻는 것이 어려워, 가공시 표면에 결함이 생기기 쉽다는 과제가 있었다.
또한, 귀금속 합금 박막은 미세 가공이 매우 곤란하고, 원하는 패턴을 얻기가 어려워, 얻어진 자기 디스크 기판의 품질이 떨어진다는 결함이 있었다.
또한, 광학 렌즈나 프리즘 등의 광학 소자에 있어서도, 금형 표면의 미소한 요철은 산란광의 증가와 연결되어, 보다 표면 평활성이 좋은 렌즈가 요구되고 있으나, 종래의 금형으로는 한계에 달해 있었다.
또한, 자기 디스크용 기판으로써 충분한 평활성을 얻는 것이 용이한 유리재를 성형모재로써 사용하는 기술에 대해서는, 일본국 특개평 1-148714호 공보에서, 유리를 프레스 성형용 모재로 하고, 세라믹스스 또는 귀금속 물질로 보호막을 제작하여 사용하는 시험이 이루어지고, 또한, 일본국 특개소 64-33022호 공보에서는, MgF2등의 불화물 또는 SiO2등의 산화물을 이형(離型)피복으로써 사용한 광학 소자 성형용 금형으로서 제안되고 있다. 또한, 일본국 특개평 2-51434호 공보에는, 유리를 프레스 성형용 모재로 하고, 표면에 미세 가공용에 의한 미세 패턴을 형성한 박막을 가지며, 탄화 규소, 질화 규소로 이루어진 중간 막을 거쳐, 보호막으로서 탄소막을 형성한 성형용 금형이 광디스크 성형용 금형으로써 제안되고 있다.
그러나 어느쪽도, 프레스 성형에 있어서 과혹한 고온 가압하의 반복 사용에 대해 충분한 내구성을 가지고 있지 않고, 장기간의 반복 사용에 의해 프레스 면이 거칠어짐에 따른 표면 거칠기의 증가, 또한, 아주 작은 보호막의 박리가 발생하는 경우가 있으며, 미세 패턴의 변형 등 품질의 열화가 일어나, 최근의 내구성이 높고 수명이 긴 것을 요구하는 추세에는 충분히 부응하고 있지 않다는 과제를 가지고 있었다.
또한, 종래, 금형 가공은 원반상(圓盤狀)의 다이아몬드 저석(숫돌)을 회전시켜 가공하는 연삭법이 이용되고 있었으나, 이용하는 원반상의 다이아몬드 저석은, 직경 2밀리 이하의 것은 현 상태에서는 제조할 수 없고, 이 직경 이하의 오목 형상을 가지는 금형은 가공 할 수 없어, 프레스 성형법에 의한 광학 유리 소자의 제조에는 한계가 있었다.
본 발명은, 상기한 종래 기술의 결점을 해소하고, 제조된 자기 디스크용 기판 및 광학 유리소자에 대응한 초(超)평활한 표면성 및 높은 정도(精度)의 정밀형상을 가지며, 프레스 성형에 있어서 금형 형상을 정밀하면서 높은 정도로 전사한 자기 디스크용 유리 기판 제조 및 광학 유리 소자의 제조가 가능하고, 또한 장기간의 반복 사용에 있어서도 금형 열화가 적은 자기 디스크용 기판 및 광학 유리 소자의 프레스용 금형 및 그 제조 방법, 또한, 그것을 이용하여 제조한 자기 디스크용 유리 기판 및 광학 유리 소자를 제공하는 것을 제1의 목적으로 한다.
또한, 종래 프레스 성형법에서는 제조할 수 없었던 직경 2mm이하의 볼록 형상을 가지는 광학 유리 소자용 프레스용 금형 및 그 제조 방법, 및 광학 유리 소자를 제공하는 것을 제2의 목적으로 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예인 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형용 금형의 단면도,
도2는 본 발명의 일 실시예인 프레스 성형용 금형을 사용하는 프레스 성형기의 기본적인 구성도,
도3은 본 발명의 실시예 3의 광학 유리 소자의 프레스 성형용 금형의 제조공정의 개념도이다.
도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명
1,19…성형용 금형의 모재(母材) 2,17,21…하지층
3,18,22…보호막 4…유리소재
5…동형(胴型) 6…하형(下型)
7…상형(上型) 8…동형용 히터부
9…하형용 히터부 10…상형용 히터부
11…피스톤 실린더 12…챔버
13…질소가스 도입부 14…렌즈 견본
15…성형용 모형의 모재 16…성형용 모형(母型)
20…성형용 금형
이 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프레스 성형용 금형은, 모재와, 상기 모재의 표면상에 형성된 중간층과, 상기 중간층 위에 형성된 보호층을 포함하는 프레스 성형용 금형으로, 상기 모재가 무기 산화물이고, 상기 중간층이 상기 모재 및 상기 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료이고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 금형에 있어서는, 모재가 산화 규소 또는 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 금형에 있어서는, 모재가 이산화탄소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함한 유리인 무기 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 금형의 유리가 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 모재가 석영 유리 또는 단결정 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 중간층이 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 금형에 있어서는, 상기 중간층이, 상기 모재에 포함되는 성분과 상기 보호층에 포함되는 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 모재가, 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물이고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 알루미늄 및 질화 알루미늄에서 선택된 적어도 한 개의 알루미늄 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 모재가, 산화 규소를 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형에 있어서는, 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 제 1번째의 프레스 성형용 금형의 제조 방법은, 연삭, 절삭, 랩, 연마 또는 드라이 에칭에 의해 유리 제품의 반전(反轉)형상에 엄밀히 맞추어서 무기 산화물을 포함하는 모재의 표면을 기계 가공하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식 퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 산화 규소 또는 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 이산화 규소를 주성분으로 하고 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 유리인 무기 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 유리가 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 석영 유리 또는 단결정 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이 상기 모재에 포함되는 성분과 상기 보호층에 포함되는 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가, 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하며, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며,
상기 중간층이, 산화 알루미늄 및 질화 알루미늄에서 선택된 적어도 한 개의 알루미늄 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 산화 규소를 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하며, 상기 보호층이 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면상에 형성 후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성 후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스추어, 프리 그루브 및 서보 패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것이 바람직하다. 여기에서, 텍스츄어, 프리그루브, 서보 패턴의 미세 형상에 대해서 설명한다.
하드 디스크에 있어서는, 표면 평활성이 높은 자기 디스크는, 자기 헤드의 부상량을 낮게 할 수가 있는 반면, 헤드 스틱이라는 문제가 발생한다. 장치의 기동·정지시에는, 자기 헤드와 자기 디스크가 접동접촉 하고 있다. 이 상태에서 회전 시동 또는 정지하기 때문에, 자기 헤드와 자기 디스크 사이에 마찰력이 생기고, 자기 헤드 및 자기 디스크의 표면을 마모시켜, 전자 변환 특성의 열화를 일으키고, 현저한 경우에는, 자기 헤드와 자기 디스크 사이에 응착 현상을 일으키며, 자기 헤드, 자기 디스크의 손상·파괴를 일으키는 경우가 있어, 큰 문제가 되고 있다.
자기 헤드의 저부상화와 흡착 방지를 양립시키는 방법으로써 가능한 범위에서 표면 조화(粗化)(텍스츄어)가 행하여지고 있고, 종래, 연마 테이프로 디스크 기판을 접촉 연마하여 요철을 형성하는 방법, 레이져 조사에 의해 표면에 요철을 형성하는 방법등으로, 디스크 전면 또는 부분적으로 텍스츄어라 불리는 표면 조화가 행하여지고 있어, 이와 같은 텍스츄어 형상을 가진 것이 바람직하다.
또한, 종래의 하드 디스크에서는 자기 헤드에 의해 평활한 디스크 표면에 데이터가 기입되지만, 자기 헤드의 단부에서의 새는 자계에 의해, 기록 신호인 S/N이 저하한다. 그 방지책으로써, 프리그루브라 불리는 동심원 형상으로 요철을 설치한 기판상에 자성층을 설치하고, 凸부에 기록하는 방법이 제안되고 있어, 이와 같은 프리 그루브 형상을 가진 것이 바람직하다.
또한, 종래 하드 디스크에서는 자기 헤드의 위치를 제어하는 서보 정보에는, 자기 디스크 상에 자기 기록에 의해 서보 패턴(여러가지 크기의 장방형으로 이루어지고, 그 위치와 크기에 의해 서보 정보를 형성하고 있다.)으로써 형성되어 있으나, 고밀도 기록의 방법으로써, 이 서보 패턴을 기판 표면에 凹凸형상으로써 작성하는 것이 제안되고 있어, 이와 같은 서보 패턴 형상을 가진 것이 바람직하다.
또한 상기 방법에 있어서는, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전 형상인 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명의 제 2번째의 프레스 성형용 금형의 제조 방법은, 프레스 성형하기 위한 유리 제품과 같은 형상을 가지는 마스터 프레스 성형용 금형을 제공하는 공정과, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 마스터 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품의 반전 형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 있어서는, 모재를 위한 상기 프레스 성형된 유리가, 단단한 금속, 서매트, 또는 세라믹스에 밀착하는 프레스 성형된 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 유리가, 프레스 성형하기위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성 후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면상에 형성 후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리 그루브 및 서보 패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성 후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전 형상인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 제 3번째 프레스 성형용 금형의 제조 방법은, 유리 성형하기 위한 유리 제품의 반전 형상을 가지는 마스터 프레스 성형용 금형을 제공하는 공정과, 유리 제품과 같은 형상을 가지는 제1의 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정을 포함하며, 제1의 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 마스터 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품과 같은 형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하여, 또한 제 1의 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하고, 또한, 상기 방법은, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 제 1의 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품의 반전 형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착되며, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한 상기 방법은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 밥법에 있어서는, 모재를 위한 상기 프레스 성형된 유리가, 초경 금속, 서매트, 또는 세라믹스에 밀착하는 프레스 성형된 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하 이고, 상기 모재의 표면상에 형성 후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리 그루브 및 서보 패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성 후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전 형상인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 제 1번째의 유리 제품의 제조 방법은, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정을 포함하고, 상기 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 연삭, 절삭, 랩, 연마 또는 드라이 에칭에 의해 유리 제품의 반전 형상에 엄밀히 맞추어서 무기 산화물을 포함한 모재의 표면을 기계 가공하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하며, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하고, 또한, 상기 방법은 상기 제조된 프레스 성형용 금형 위에 유리 제품용 유리 프리폼을 두는 공정과, 상기 금형상의 상기 유리 프리폼의 연화 온도보다 높게 상기 유리 프리폼을 가열하는 공정과, 가열되고 있는 별도의 금형에 의해 상기 유리 프리폼을 프레스 성형하고, 상기 유리를 냉각하여 꺼내는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법에 있어서는, 상기 모재가, 산화 규소 또는 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가, 이산화규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 유리인 무기 산화물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리 보다 50℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 석영 유리 또는 단결정 알루미나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 상기 모재에 포함되는 성분과 상기 보호층에 포함되는 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이 산화 알루미늄 및 질화 알루미늄에서 선택된 적어도 한 개의 알루미늄 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가, 산화 규소를 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이상이고, 상기 모재의 표면상에 형성 후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리 그루브 및 서보패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전 형상인 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명의 제 2번째의 유리 제품의 제조 방법은, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정을 포함하고, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 프레스 성형하기 위한 유리 제품과 같은 형상을 가지는 마스터 프레스 성형용 금형을 제공하는 공정과, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 마스터 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품의 반전 형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하며, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하며, 또한 상기 방법은, 상기 제조된 프레스 성형용 금형 위에 유리 제품용 유리 프리폼을 두는 공정과, 상기 금형 위의 상기 유리 프리폼의 연화온도보다 높게 상기 유리 프리폼을 가열하는 공정과, 가열되어 있는 별도의 금형에 의해 상기 유리 프리폼을 프레스 성형하고, 상기 유리를 냉각하여 꺼낸 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
상기 방법에 있어서는, 유리 제품과 같은 형상을 가지는 상기 마스터 프레스 성형용 금형이, 상기 유리 제품의 반전 형상을 가지는 금형에 의해 프레스 성형되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 모재를 위한 상기 프레스 성형된 유리가, 단단한 금속, 서매트, 또는 세라믹스에 밀착하는 상기 프레스 성형된 유리를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이온도를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 중간층이 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면상에 형성 후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전 형상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리그루브 및 서보패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 방법에 있어서는, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전 형상인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 형태 1의 금형은, 산화물로 이루어진 금형 모재의 프레스 성형면에 내열성 금속 또는 합금으로 이루어진 하지층을 거쳐, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 2의 실시형태는, 산화물로 이루어진 금형 모재의 프레스 성형면에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함한 하지층을 거쳐 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 3의 실시형태는, 표면의 평활한 유리 또는 단결정 알루미나로 이루어진 프레스 성형용 모재의 프레스 면에 내열성 금속 또는 합금으로 이루어진 하지층을 거쳐, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 4의 실시형태는, 표면의 평활한 유리 또는 단결정 알루미나로 이루어진 프레스 성형용 모재의 프레스면에 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함하는 하지층을 거쳐 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 5의 실시형태는, 유리 제품에 대응한 미세 패턴(예를들면, 자기 디스크에 있어서는, 상기 랜드(凸)형상과 그루브(凹)형상은 동심원 형상으로 반복되고 있어, 광학 렌즈의 회절 격자에 있어서는 랜드(凸)형상과 그루브(凹)형상의 반복)을 형성한 유리 또는 단결정 알루미나로 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에 내열성 금속 또는 합금으로 이루어진 하지층을 거쳐, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 6의 실시형태는, 유리 제품에 대응한 미세 패턴을 형성한 유리 또는 단결정 알루미나로 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함한 하지층을 거쳐 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 7의 실시형태는, 광학 유리 소자에 대응한 형상을 형설한 유리 또는 단결정 알루미나로 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에 내열성 금속 또는 합금으로 이루어진 하지층을 거쳐, 귀금속계의 금속 또는 그 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 8의 실시형태는, 광학 유리 소자에 대응한 형상을 형설한 유리 또는 단결정 알루미나로 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함한 하지층을 거쳐, 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 9의 실시형태는, 표면이 평활한 유리 또는 단결정 알루미나를 드라이 에칭하여 이루어진 성형용 금형의 모재의 적어도 프레스 성형면에, 내열성 금속 또는 그 합금으로 이루어진 하지층을 스퍼터법으로 형성하고 또한 그 하지층의 표면을 드라이 에칭한 후에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 스퍼터법으로 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 10의 실시형태는, 표면이 평활한 유리 또는 단결정 알루미나를 드라이에칭하여 이루어진 성형용 금형의 모재의 적어도 프레스 성형면에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함하는 하지층을 스퍼터법으로 형성하고 또한 그 하지층의 표면을 드라이 에칭한 후, 스퍼터법으로 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 11의 실시형태는, 표면이 평활한 유리 또는 단결정 알루미나에 유리 제품에 대응한 미세 패턴을 드라이 에칭법으로 형성하여 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에, 내열성 금속 또는 합금으로 이루어진 하지층을 스퍼터법으로 형성하고 또한 그 하지층의 표면을 드라이 에칭한 후에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 스퍼터법으로 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 12의 실시형태는, 표면이 평활한 유리 또는 단결정 알루미나에 유리 제품에 대응한 미세 패턴을 드라이 에칭법으로 형성하여 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을, 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함하는 하지층을 스퍼터법으로 형성하고 또한 그 하지층의 표면을 드라이 에칭한 후에, 스퍼터법으로 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 13의 실시형태는, 유리 제품형상을 가지는 성형용 모형에 의해 프레스 성형된 유리의 표면을 드라이 에칭하여 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에, 내열성 금속 또는 합금으로 이루어진 하지층을 스퍼터법으로 형성하고 또한 그 하지층의 표면을 드라이 에칭한 후에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 스퍼터법으로 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 14의 실시형태는, 유리 제품형상을 가지는 성형용 모형에 의해 프레스 성형된 유리의 표면을 드라이 에칭하여 이루어진 성형용 금형의 모재의 프레스 성형면에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 성형용 금형의 모재의 성분과 보호막의 성분을 포함하는 하지층을 스퍼터법으로 형성하고 또한 그 하지층의 표면을 드라이 에칭한 후에, 귀금속계의 금속 또는 합금으로 이루어진 박막상의 보호막을 스퍼터법으로 형성한 프레스 성형용 금형이다.
제 15의 실시형태는, 제 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 또는 12의 실시형태의 프레스 성형용 금형을 이용하여 프레스 성형된 자기 디스크용 유리 기판 또는 광학 유리 소자이다.
제 16의 실시형태는, 제 13 또는 14의 실시형태의 프레스 성형용 금형에 의해 프레스 성형된 광학 유리 소자이다.
[실시예 1]
(1)성형용 금형의 설명
도 1은 본 발명의 일 실시예인 자기 디스크용 기판의 프레스 성형용 금형의 구성을 도시한 확대 단면도이다.
프레스 성형용 금형의 모재(1)는, 유리 전이 온도가 유리 성형 온도 보다도 높은 유리로 구성된다. 이 모재(1)에 사용하는 유리 종류는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 금형의 반복 사용에 의한 변형을 방지하기 위해, 가능하면 고온시의 기계 강도가 우수한 것이 좋고, 열팽장계수가 작은 것이 바람직하다. 예를들면, 석영 유리는 유리 전이 온도가 높고, 프레스 성형용 모재로써 적합하다.
또한, 모재(1)의 유리는 이산화 규소를 주성분(50중량% 이상)으로 하고, 산화 알루미, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 산화물 등의 성분을 함유한 것을 필요에 따라 모재(1)로써 사용할 수 있다. 이 경우에는, 성형된 유리 소재의 성형온도보다도 전이 온도가 높은 유리재가 필요하고, 바람직하게는 성형온도보다도 약 50℃이상 높아지도록 성분을 조절한 유리를 사용할 필요가 있다.
또한, 모재(1)의 프레스 성형면의 평활성은 자기 디스크용으로써는, 5nm이하가 적당하고, 바람직하게는 2nm이하, 더욱 바람직하게는 1nm이하가 적당하고, 이와 같은 평활면은 산화 세륨의 미립자를 이용한 연마에 의해 얻을 수 있다.
또한, 단결정 알루미나도 프레스 성형용 금형의 모재로써, 사용할 수 있다. 약 2000℃를 초과하는 내열성을 가지고 있고, 다이아몬드 저립(숫돌 입자)을 이용한 래핑후, SiO2의 구상(球狀)미립자를 이용한 정밀 연마에 의해, 유리의 경우와 마찬가지로 자기 디스크용으로써 필요한 5nm이하, 바람직하게는 2nm이하, 더욱 바람직하게는 1nm이하의 평활면을 얻을 수 있다.
하지층(2)은 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W)의 내열성 금속 중에서 한 종류 이상의 성분을 함유시킨 재료로 이루어진 타겟을 스퍼터 하거나 또는, 탄화 규소, 질화 규소, 산화 규소 중 적어도 한 종류와 후술하는 보호막에 포함되는 성분을 포함 하는 타겟을 스퍼터하여 모재(1)의 표면에 형성한다. 이 하지층(2)은, 모재(1)와 후술하는 보호막(3)의 부착 강도를 증가시켜서, 고온, 고압하에서의 프레스 성형용 금형의 반복 사용에 의한 보호막(3)의 막 박리를 방지한다.
이 하지층(2)은 직류 스퍼터법, 고주파 스퍼터법, 마그네트론 스퍼터법 또는 이온빔법 등에 의해 가스압이 1×10-2∼1×10-4토르, 파워 밀도가 1∼10W/㎠의 제막 조건에서 스퍼터하고, 막후를 0.05∼3㎛로 하는 것이 적당하며, 이 이하의 막후에서는 하지층(2)으로써 충분한 부착 강도를 얻기 어려워 지고, 또한, 이 이상의 막후에서는 하지층(2)의 표면이 거칠어 모재(1)의 표면 평활성이 손실되는 경향이 있다.
보호막(3)은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta)의 원소를 한 종류 이상 함유하는 귀금속계 금속 또는 합금의 재료로 이루어진 타겟을 스퍼터하여, 하지층(2)의 표면에 형성한 박막상의 막이다. 이 보호막(3)은 고온, 고압하에서의 유리의 프레스 성형의 반복에 따른 유리의 모재(1)의 프레스 면으로의 부착, 및 모재(1)의 프레스 성형면의 면 거칠기에 따른 표면 평활성의 저하를 방지한다.
이 보호막(3)은 직류 스퍼터법, 고주파 스퍼터법, 마그네트론 스퍼터법 또는 이온 빔법에 의해, 가스압이 1×10-2∼1×10-4토르, 파워 밀도가 1∼10W/㎠의 제막 조건에서 스퍼터하고, 막 두께를 0.1∼5㎛로 하는 것이 적당하며, 대응하는 재료로 이루어지는 타겟을 스퍼터하여 형성할 수 있다. 스퍼터법으로써는 직류 스퍼터법, 고주파 스퍼터법, 마그네트론 스퍼터법, 이온빔 스퍼터법 등을 적용할 수 있고, 이 이하의 막 두께에서는 보호막(3)으로써 충분한 부착강도를 얻을 수 없게 되고, 또한, 이 이상의 막후에서는, 하지층(2)과 마찬가지로 보호막(3)의 표면이 거칠어 모재(1)의 표면 평활성이 손실되는 경향이 있다.
또한, 모재(1)의 표면에 하지층(2)과 보호막(3)을 형설하기 전에, 모재(1)의 표면을 아르곤 등의 고주파 플라즈마에 의해 표면을 드라이 에칭해 두면, 모재(1)와 하지층(2)과 보호막(3)의 부착 강도를 높일 수 있으나, 이 경우에는, 모재(1)의 표면이 드라이 에칭으로 거칠어지지 않도록 조건을 최적화할 필요가 있다.
도2는, 본 발명의 프레스 성형용 금형을 사용한 프레스 성형기의 기본적인 구성도이다.
유리 소재(4)는 자기 디스크용 유리 기판이 된다. 동형(5)은 자기 디스크용 유리 기판의 외경 및 두께를 규제한다. 프레스 성형용 금형의 하형(6)은 동형(5)의 내측 하부에 배설된다. 프레스 성형용 금형의 상형(7)은 도면 중 상하 방향으로 이동 가능한 상태에서 동형(5)의 내측 상부로 삽입되고 있다. 동형용 히터부(8)는 동형(5)을 가열한다. 피스톤 실린더(11)는 상형(7)을 눌러 내려 하형(6)에 재치된 유리 소재(4)를 가압한다. 챔버(12)는 프레스 성형기의 본체를 덮는다. 질소 가스 도입구(13)는 챔버(12) 속에 질소 가스를 도입한다.
이와 같이 구성된 프레스 성형기에 있어서, 동형(5), 하형(6) 및 상형(7)을 각각 동형용 히터부(8), 하형용 히터부(9) 및 상형용 히터부(10)에 의해 가열하고, 동시에 질소 가스를 질소 가스 도입구(13)에서 챔버(12) 속으로 도입한 후, 하형(6)에 재치된 유리 소재(4)를 피스톤 실린더(11)에 의해 눌러 내려진 상형(7)으로 가압하여, 자기 디스크용 유리 기판을 제조한다.
그런데, 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형은 낮은 산소농도 분위기 속에서 하기 때문에, 프레스 성형의 고온에 의한 금형이 산화 방지되고, 금형의 내구성이 향상된다.
(2)프레스 성형용 금형의 제조 방법과 이 금형을 이용한 성형 방법
다음으로, 본 발명의 표면이 평활한 자기 디스크용 기판의 제조 방법 및 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형용 금형의 제조 방법에 대해서 도1 및 도2에 의해 구체적으로 설명한다.
우선, 직경 48mm, 두께 15mm의 원주상의 석영 유리로 이루어진 한쌍의 프레스 성형용 금형의 모재(1)의 프레스 성형면을, 입경 0.1㎛의 미세한 다이아몬드 저립으로 경면 연마한 후, 산화 세륨을 이용해 표면 거칠기 0.5nm가 될 때 까지 연마하였다. 그리고, 연마된 모재(1)의 프레스 성형면을 아르곤 가스의 고주파 플라즈마에 의해, 아르곤 가스압 8×10-3토르, 파워 밀도 2W/㎠의 조건으로 에칭하였다.
다음으로, 연마한 후, 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해, 아르곤 가스압:5×10-3토르, 파워 밀도 5W/㎠의 조건에서, 각종 재료를 타겟으로 하여, 막후 0.2∼0.3㎛범위의 하지층(2)을 형성하였다. 그 하지층(2)의 표면을, 아르곤 가스의 고주파 플라즈마에 의해, 아르곤 가스압 8×10-3토르, 파워 밀도 2W/㎠의 조건으로 에칭하였다.
마지막으로, 이 에칭된 하지층(2)의 표면에, 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해, 각종 귀금속을 타겟으로 하여 귀금속 합금으로 이루어진 박막상의 보호막(3)을 형성함으로써, 후기「표1」에 나타낸 시료 1∼16의 프레스 성형용 금형을 제조 하였다. 또한, 시료 1∼16의 프레스 성형용 금형에 형성한 하지층(2) 및 보호막(3)의 구체적인 조성은「표1」에 나타내었다.
또한, 이 비교예로써, 하지층(2)이 없는 프레스 성형용 금형(「표1」의 시료(17))과, 입경 0.1㎛의 미세한 다이아몬드 저립에 의해 경면 연마한 초경합금의 표면에 보호막(3)을 형성한 프레스 성형용 금형(「표1」의 시료(18))을 제조하였다.
그리고, 시료(1∼17) 또는 (18)의 프레스 성형용 금형을 도2의 프레스 성형기에 설치하고, 소다라임유리로 이루어진 직경 35mm의 원주상의 유리 소재(4)를 산소 농도 0.1vol.%이하의 질소 분위기 속에서 온도700℃, 프레스 압력60kg/㎠의 조건에서 2분간 프레스 성형하였다. 다음으로, 그 상태에서 온도가 450℃로 냉각될때 까지 더욱 프레스 성형을 계속 하여, 프레스 성형기에서 꺼내었다. 그 결과, 원반상의 유리 기판이 제조되었다. 이 원반상의 유리 기판에 내경 가공을 실시하여 자기 디스크용 유리 기판을 얻었다.
이와 같은 프레스 성형을 3000회 한 후, 성형용 금형 및 프레스 성형한 자기 디스크용 유리 기판의 표면을 AFM(원자간역현미경)에 의해 34㎛각의 범위에서 5군데 측정한 후, 그 표면 거칠기(SRa)의 평균을 산출해 평가하고, 또한, 프레스 성형한 자기 디스크용 유리 기판의 표면을 광간섭 방식의 3차원 표면 거칠기 계산으로 측정하여, 높이 50nm이상의 조대돌기(粗大突起)의 수를 측정하니, 「표1」과 같은 결과가 되었다.
[표 1]
시료No 하지층 조성 보호층 조성 표면거칠기(금형)(nm) 표면거칠기(성형기판) (nm) 돌기수(성형기판) (개/㎟)
초기 3000회후 초기 3000회후 초기 3000회후
1 Ti Pt50-Ir50 0.8 1.3 0.7 1.2 0 0
2 V W50-Ru50 1.0 1.1 0.9 1.0 0 0
3 Cr Ir50-Re50 0.7 1.0 0.6 0.9 0 0
4 Zr Pd50-W50 1.1 1.1 1.1 1.0 0 0
5 W Ru50-Re50 1.4 1.5 1.3 1.3 0 0
6 Nb Os50-Rh50 1.6 1.7 1.4 1.5 0 0
7 Mo Pt50-Re50 1.5 1.5 1.2 1.3 0 0
8 Ta Rh50-Ta50 1.3 1.6 1.5 1.6 0 0
9 SiO2-Pt Pt50-Ir50 1.2 1.4 1.1 1.2 0 0
10 SiO2-Ir Ir50-Re50 1.0 1.0 1.1 1.3 0 0
11 SiO2-Pd Pd50-W50 0.9 1.1 0.8 0.9 0 0
12 SiC-Rh Rh50-Ta50 1.0 1.1 1.2 1.4 0 0
13 SiC-W W50-Ru50 1.3 1.4 1.3 1.5 0 0
14 SiC-Ru Ru50-Re50 1.5 1.5 1.3 1.3 0 0
15 Si3N4-Os Os50-Rh50 1.4 1.4 1.3 1.7 0 0
16 Si3N4-Re Pt50-Re50 1.4 1.6 1.5 1.6 0 0
17 없음 Pt50-Ir50 1.3 10.6 1.3 11.5 2 64
18 없음 Ir50-Re50 13.0 - 13.0 - 79 -
시료 18의 금형 모재는 초경합금
[표 1]로 명백히 나타나듯이, 본 실시예의 프레스 성형용 금형(시료(1∼16))으로 제조된 자기 디스크용 유리 기판은, 3000번째의 프레스 성형품이라도 초기의 성형품과 비교해서, 표면 거칠기의 변화는 거의 없고, 조대돌기의 형성도 볼 수 없었다.
이에 대해, 하지층(2)이 없는 프레스 성형용 금형(시료(17))에서는, 표면 거칠기가 크게 됨과 동시에, 50nm이상의 조대돌기의 발생을 볼 수 있었다.
또한 초경합금의 모재의 표면에 보호막(3)을 형성한 프레스 성형용 금형(시료(18))에서는, 초기의 성형품에서 표면 거칠기가 거칠고, 조대돌기가 형성되어 있는데다가, 이 프레스 성형용 금형의 표면을 광학 현미경으로 배율 400배로 금형 표면을 관찰하였는데, 극미한 막박리가 부분적으로 발생하고 있는 것을 볼 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는, 유리를 금형 모재로 한 프레스 성형에 의한 자기 디스크용 유리 기판의 제조 방법 및 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형용 금형의 제조 방법에 대해 설명하였으나, 광학 유리소자에 대해서도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.
또한, 단결정 알루미나를 금형 모재로 한 프레스 성형용 금형에 있어서도, 자기 디스크용 유리 기판 및 광학 유리 소자의 제조에 있어서 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.
[실시예 2]
(1)성형용 금형의 설명
다음으로, 본 발명의 일실시예의 미세 패턴을 가지는 자기 디스크용 유리 기판의 제조 방법 및 그 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형용 금형의 제조 방법에 대해, 도1 및 도2에 의해 구체적으로 설명한다.
프레스 성형용 금형의 모재(1)의 표면에, 미세 패턴을 형성하는 방법으로써는, 레지스트를 스핀코트하여 프리베이크한 후, 종래의 자외선로광 또는 레이져 빔으로 묘화(描畵)한 레이져 빔 로광, 전자빔으로 묘화한 전자빔 로광에 의해, 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 패턴 형성한 레지스트를 마스크로 하여 드라이 에칭하면, 모재(1)의 표면에 패턴이 형성된다.
드라이 에칭에는, 아르곤 가스, CF4등의 불소계 가스 또는 불소계 가스와 산소와의 혼합계 가스를 사용할 수 있는 이온 빔 에칭, 전자 사이클로트론(ECR)공명이온 에칭법 등 지향성이 좋은 에칭법이 적당하다.
(2)프레스 성형용 금형의 제조 방법과 이 금형을 이용한 성형 방법
이하, 미세 패턴을 가지는 자기 디스크용 유리 기판의 제조 방법 및 그 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형용 금형의 제조 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
실시예 1과 마찬가지로, 직경 48mm, 두께 15mm의 원주상의 석영유리로 이루어진 한 쌍의 프레스 성형용 금형의 모재와 1의 프레스 성형면을, 미세한 다이아몬드 저립을 이용하여 경면 연마한 후, 산화 세륨으로 표면 거칠기 0.5nm가 될 때 까지 연마하였다. 그리고 연마된 모재(1)의 프레스 성형면에 퍼지형 전자빔 레지스트(폴리메틸메타크릴레이트,PMMA)를 스핀코팅법으로 도포하고, 70℃의 조건에서 프리베이크한 후, 0.2㎛랜드 형상과 1.0㎛의 그루프 형상을 동심원 형상으로 교대로 가지는 미세 패턴을 전자빔로광법으로 묘화하여 현상함으로써, 레지스트패턴을 형성하였다.
다음으로, 모재(1)가 연마된 프레스 성형면을 아르곤 가스를 이용한 전자 사이클로트론(ECR)공명이온 에칭법에 의해, 진공도6×10-4토르, 전력1000W의 조건에서 드라이 에칭하여 모재(1)의 프레스 성형면에 깊이 200nm미세 패턴을 형성하였다. 실시예 1과 마찬가지로, 연마된 미세 패턴이 형성된 모재(1)의 프레스 성형면을 아르곤 가스의 고주파 플라즈마로 에칭한 후, 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해 각종 재료를 타겟으로 하여 하지층(2)을 형성한 후에, 그 하지층(2)의 표면을 아르곤 가스의 고주파 플라즈마로 에칭하였다.
마지작으로, 이 에칭된 하지층(2)의 표면에, 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해 각종 귀금속을 타겟으로 하여 귀금속 합금으로 이루어진 박막상의 보호막(3)을 형성함으로써, 후기 「표2」에 나타낸 시료(19∼36)의 프레스 성형용 금형을 제조하였다. 또한, 시료(19∼36)의 프레스 성형용 금형에 형성한 하지층(2) 및 보호막(3)의 구체적인 조성은 [표 2]에 나타내었다.
또한, 이 비교예로써 경면 연마된 원주상의 석영 유리의 프레스 성형면에, 산화 규소의 스퍼터막을 형성하고, 전자빔로광법에 의해 패턴 형성한 후, CF4가스로 드라이 에칭하여 미세 패턴을 형성하였다. 그리고, 연마된 미세 패턴이 형성된 모재(1)의 프레스 성형면에, 탄화 규소의 스퍼터막을 형성하였다. 다음으로 메탄과 수소와의 혼합 유리의 플라즈마CVD법으로 탄소로 이루어진 보호막(3)을 형성한 프레스 성형용 금형(「표2」의 시료(37))을 제조하였다.
그리고, 시료(19∼36) 또는 (37)의 프레스 성형용 금형을 도2의 프레스 성형기에 설치하고, 소다라임유리로 이루어진 직경 35mm의 원주상 유리 소재(4)를 산소 농도 0.1vol.%이하의 질소 분위기 속에서, 온도 700℃, 프레스 압력 60kg/㎠의 조건에서 2분간프레스 성형하고, 온도가 450℃로 냉각되기까지 더욱 프레스 성형을 계속하여 프레스 성형기에서 꺼내어 원반상의 유리 기판을 제조하였다. 이 원반상의 유리 기판에 내경 가공하여 자기 디스크용 유리 기판을 얻었다.
또한, 자기 디스크용 유리 기판의 표면 및 단면을 주사형 전자 현미경을 이용하여 평가한 결과, 자기 디스크용 유리 기판에는 프레스 성형용 금형의 프레스 성형면의 랜드 형상 및 그루브 형상의 정도(精度)는 치수 오차가 10%의 범위 내에서 깨끗하게 전사되고 있고, 랜드 형상부의 표면 거칠기(SRa)도 0.8nm로 프레스 성형용 금형의 프레스 성형면의 표면의 거칠기와 같은 레벨이었다.
그래서, 이와 같은 프레스 성형을 3000회 한 후, 성형용 금형 및 프레스 성형면의 미세 패턴의 그루브 형상부의 표면 및 프레스 성형한 자기 디스크용 유리 기판의 랜드부의 표면을 AFM(원자간역현미경)에 의해 34㎛각의 범위에서 5군데 측정한 후, 그 표면 거칠기(SRa)의 평균을 산출해 평가하고, 또한, 프레스 성형한 자기 디스크용 유리 기판의 표면을 광간섭방법의 3차원 표면 거칠기 계산으로 측정하여, 높이 50nm이상의 조대 돌기의 수를 측정하니 [표 2]와 같았다.
[표 2 ]
시료No 하지층 조성 보호층 조성 표면거칠기(금형)(nm) 표면거칠기(성형기판) (nm) 돌기수(성형기판) (개/㎟)
초기 3000회후 초기 3000회후 초기 3000회후
19 Ti Pt50-Ir50 0.9 1.4 0.7 1.1 0 0
20 V W50-Re50 1.1 1.2 1.0 1.2 0 0
21 Cr Ir50-Re50 0.6 0.8 0.5 0.7 0 0
22 Zr Pd50-W50 1.2 1.3 1.1 1.2 0 0
23 W Ru50-Re50 1.4 1.4 1.2 1.2 0 0
24 Nb Os50-Rh50 1.8 1.9 1.5 1.6 0 0
25 Mo Pt50-Re50 1.3 1.4 1.3 1.4 0 0
26 Ta Rh50-Ta50 1.5 1.6 1.3 1.4 0 0
27 Hf Os50-Rh50 1.2 1.4 1.1 1.3 0 0
28 SiO2-Pt Pt50-Ir50 0.9 1.1 0.8 0.8 0 0
29 SiO2-Ir Ir50-Re50 1.1 1.0 1.1 1.2 0 0
30 SiO2-Pd Pd50-W50 1.0 1.2 0.9 0.8 0 0
31 SiC-Rh Rh50-Ta50 0.9 1.0 1.1 1.3 0 0
32 SiC-Pt Pt50-Ru50 1.4 1.3 1.5 1.4 0 0
33 SiC-Ru Ru50-Re50 1.3 1.6 1.2 1.3 0 0
34 Si3N4-Os Os50-Rh50 1.3 1.4 1.2 1.5 0 0
35 Si3N4-Pt Pt50-Re50 1.0 1.4 0.8 1.0 0 0
36 Si3N4-Re Re50-Ta50 1.3 1.5 1.3 1.6 0 0
37 SiC C 1.0 20이상 1.1 20이상 0 200이상
[표 2]에서 명확히 나타나듯이, 본 발명의 프레스 성형용 금형(시료(19∼36))에 의해 제조된 자기 디스크용 유리 기판은, 3000번째의 프레스 성형품이라도 초기의 프레스 성형품과 비교하여, 표면 거칠기에 변화가 없고, 조대돌기의 형성도 볼 수 없었다.
이에 대해, 탄소막으로 이루어진 보호막(3)을 모재(1)의 프레스 성형면에 형성한 비교예(시료(37))에서는, 이 프레스 성형용 금형의 표면을 광학 현미경에서 배율 800배로 관찰하였는데, 미세 패턴의 에칭부에 보호막(3)의 박리로 생각되는 결함이 발생하고 있고, 또한, 미세 패턴의 변형도 볼 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는, 유리를 금형 모재로 한 프레스 성형에 의한 자기 디스크용 유리 기판의 제조 방법과, 랜드 형상 및 그루브 형상의 미세 패턴을 가지는 자기 디스크용 유리 기판의 프레스 성형용 금형의 제조 방법에 대해 설명하였으나, 미세 패턴을 가지는 광학 유리 소자에 대해서도 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.
또한, 단결정 알루미나를 금형 모재로 한 프레스 성형용 금형에 있어서도, 자기 디스크용 유리 기판 및 광학 유리 소자의 제조에 있어서 마찬가지의 결과를 얻을 수 있었다.
[실시예 3]
(1)성형용 금형의 설명
다음으로, 프레스 성형법으로는 제조할 수 없었던 직경 2mm이하의 凸 형상의 광학 유리 소자의 제조 방법 및 그 광학 유리 소자의 프레스 성형용 금형의 제조 방법에 대해 도3A∼3E에 의해 구체적으로 설명한다.
도3A∼3E는, 본 발명의 일 실시예인 광학 유리 소자의 프레스 성형용 금형의 제조 공정의 개념을 도시한 것이다. (14)는 제조할 렌즈의 견본(이하, 「렌즈 견본」이라 함)이다. 성형용 모재(15)는, 원주상의 유리의 프레스 성형면을 연삭법으로 가공하고 연마하여, 렌즈 견본(14)의 도면3에서 상면 또는 하면의 곡면 또는 평면과 동일한 형상, 동등한 평활성을 가지는 곡면 또는 평면에 형성하여 얻는다. 성형용 모형(16)은, 모재(15)의 표면에 하지층(17)과 보호막(18)을 순차형성하고 있다. 성형용 금형의 모재(19)는 가열된 원주상의 유리의 한 평면에 성형용 모형(16)의 프레스 성형면을 압압하고, 렌즈 견본(14)의 상면 또는 하면의 곡면 또는 평면과 동일한 형상, 동등한 평활성을 가지는 면에 형성되어 있다. 이 모재(19)는 성형용 모형의 모재(15)에 사용하는 유리의 성형온도보다도 약 50℃이상 낮은 전이 온도의 유리로 이루어진다. 성형용 금형(20)은, 모재(19)의 표면에 하지층(21)과 보호막(22)을 순차 형성하고 있다.
성형용 금형(20)을 제조하기 위해서는, 우선, 렌즈 견본(14)(도3A)의 한쪽면의 곡면 또는 평면과 동일한 형상, 동등한 평활성을 가지도록 원주상의 유리의 프레스 성형면을 연삭법으로 가공하고 또한 연마하여 성형용 모형의 모재(15)를 형성한다(도3B). 그 모재(15)의 표면에 하지층(17)과 보호막(18)을 순차형성 함으로써, 성형용 모형(16)을 제조한다(도3C).
다음으로, 가열된 원주상의 유리의 프레스 성형면을 성형용 모형(16)의 프레스 성형면에서 압압하고, 렌즈 견본(14)의 한쪽면의 곡면 또는 평면과 동일한 형상, 동등한 평활성을 가지는 凹 또는 평면을 형성하여 성형용 금형의 모재(19)를 형성하였다(도3D). 그 모재(19)의 표면에 하지층(21)과 보호막(22)을 순차형성함으로써, 성형용 금형(20)을 제조한다(도3E).
또한, 렌즈 견본(14)의 다른쪽 면의 평면 또는 곡면과 동일한 형상, 동등한 평활성을 가지는 평면 또는 凹부를 형성한 성형용 금형(20)도 상기와 같은 제조 방법으로 제조함으로써, 한쌍의 성형용 금형(20)이 생겼다.
이 결과, 종래 제조할 수 없었던 유리의 연마 표면과 동등한 평활 표면성을 가지는 소경(小徑)의 凸 형상 또는 凹 형상의 렌즈를 제조할 수 있었다.
(2)프레스 성형용 금형의 제조 방법과 이 금형을 이용한 성형 방법
이하, 직경 2mm이하의 凸 형상의 광학 유리 소자의 제조 방법 및 그 광학 유리 소자의 프레스 성형 금형의 제조 방법에 대해 도3에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
우선, 직경 1.8mm, 길이 5mm의 두 개의 원주상의 석영 유리를 각각 연삭 가공하고, 곡률반경이 0.9mm인 凸면 형상의 프레스 성형면을 가지는 마이크로 렌즈의 성형용 모형의 모재(15)와, 평면 형상의 프레스 성형면을 가지는 마이크로 렌즈의 프레스 성형용 모형의 모재(15)를 각각 성형한 후, 이들의 모재(15)의 프레스 성형면을 각각 표면의 거칠기가 1nm가 될 때까지 산화 세륨 저립(숫돌 입자)으로 연마하였다.
그리고, 이들의 모재(15)의 연마된 프레스면을, 실시예 1과 마찬가지로 아르곤 가스의 고주파 플라즈마로 에칭한 후, 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해, 탄화 규소-백금(SiC-Pt, Pt함유율 50wt%)으로 이루어진 하지층(17)을 형성하고, 또한 그 하지층(17)의 표면을 아르곤 가스의 고주파 플라즈마에 의해 에칭하였다. 다음으로, 하지층(17)의 표면에 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해 백금-로듐(Pt-Rh, Rh함유율 20wt%)합금 박막으로 이루어진 보호막(18)을 형성함으로써, 성형용 모형(16)을 제조하였다.
다음으로, 이 성형용 모형(16)을 도2의 프레스 성형기에 장치하여 마이크로 렌즈의 성형용 금형(20)을 제조하였다. 즉, 직경이 6mm, 두께가 6mm의 원주상의 파이렉스 유리 소자를, 성형 모형(16)과 프레스 성형면이 평탄한 금형 사이에 설치하고, 온도가 750℃, 프레스 압력이 50kg/㎠의 조건에서 5분간 프레스 성형하고, 그 후 그 온도가 500℃로 냉각되기까지 더욱 프레스를 계속하였다. 그후, 유리 소자를 프레스 성형기에서 꺼내어, 곡률반경이 0.9mm인 凹 형상의 프레스 성형면을 가지는 성형용 금형의 모재(19)를 형성하였다.
또한, 직경이 6mm, 두께가 6mm인 원주상의 파이렉스 유리 소재의 1면을 연마하여, 평면 형상을 프레스 성형면에 가지는 성형용 금형의 모재(19)를 형성하였다.
그리고, 두 개의 성형용 금형의 모재(19)의 프레스 성형면을 각각 실시예 1과 마찬가지로, 아르곤 가스의 고주파 플라즈마로 에칭한 후, 각종 재료를 타겟으로 하여 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해 하지층(21)을 형성하였다. 그리고, 그 하지층(21)의 표면을 아르곤 가스의 고주파 플라즈마로 에칭한 후, 각종 귀금속을 타겟으로 하여 마그네트론 고주파 스퍼터법에 의해 보호막(22)을 형성함으로써, 후기「표3」에 나타낸 시료(38∼55)의 상형 또는 하형이 되는 한 쌍의 성형용 금형(20)을 제조하였다. 또한, 시료(38∼55)의 성형용 금형(20)에 형성한 하지층(21) 및 보호막(22)의 구체적인 조성은 [표 3]에 나타내었다.
또한, 비교예로써, 불화 마그네슘을 프레스 성형면에 증착한 성형용 금형([표 3]의 시료(56))을 제조하였다.
그리고 시료(38∼55) 또는 (56)의 프레스 성형용 금형을 도2의 프레스 성형기에 장치하여, PbO의 함유율이 70wt%, SiO2의 함유율이 27wt%, 나머지가 미량 성분으로 이루어진 산화연계 광학 유리를 직경 0.7mm의 구상으로 가공한 유리 소재를, 산소 농도 0.1vol%이하의 질소 분위기 속에서, 온도가 520℃, 프레스압력이 40kg/㎠의 조건에서 2분간 프레스 성형하고, 그 온도가 300℃로 냉각 될때까지 더욱 프레스 성형을 계속하여, 프레스 성형기에서 꺼내어 마이크로 렌즈를 제조하였다.
그리고, 이와 같은 프레스 성형을 3000회 한 후에, 성형용 금형(20)의 표면 및 성형용 금형(20)에 의해 성형한 마이크로 렌즈의 표면을 각각 광간섭 방식의 3차원 표면 거칠기 계산법으로 5군데 측정한 후, 그 표면 거칠기(RMS치)의 평균을 산출하여 평가하였다. 이 결과 및 성형용 금형(20)의 표면 상태의 관찰 결과 [표 3]과 같이 되었다.
[표 3]
시료No 하지층 조성 보호층 조성 표면거칠기(금형)(nm) 표면거칠기(성형기판) (nm)
초기 3000회후 초기 3000회후
38 Ti Pt50-Ir50 1.0 1.1 0.9 1.1
39 V W50-Ru50 1.2 1.4 1.0 1.4
40 Cr Ir50-Re50 1.0 1.2 0.9 1.2
41 Zr Pd50-W50 1.2 1.5 1.1 1.5
42 W Ru50-Re50 0.9 1.1 0.7 1.0
43 Nb Os50-Rh50 1.3 1.3 1.1 1.1
44 Mo Pt50-Re50 1.0 1.4 0.8 1.5
45 Ta Rh50-Ta50 0.7 0.9 0.7 0.9
46 Hf Pt50-Ir50 0.9 1.1 0.8 1.0
47 SiO2-Pt Pt50-Ir50 0.8 1.1 0.7 1.4
48 SiO2-Ir Ir50-Re50 0.9 1.0 0.8 1.2
49 SiO2-Pd Pd50-W50 1.1 0.9 0.9 1.3
50 SiC-Ph Rh50-Ta50 1.5 1.9 1.4 1.7
51 SiC-Pt Pt50-Ru50 1.4 1.9 1.4 2.0
52 SiC-Ru Ru50-Re50 1.3 1.8 1.1 1.6
53 Si3N4-Os Os50-Rh50 1.6 1.9 1.3 1.5
54 Si3N4-Pt Pt50-Re50 0.8 1.4 0.8 1.7
55 Si3N4-Re Re50-Ta50 1.5 1.7 1.3 1.5
56 없음 MgF2 1.9 유리부착 발생 1.4 유리부착 발생
[표 3]에서 명확히 나타나듯이, 본 발명의 프레스 성형용 금형(시료 38∼55)으로 제조된 마이크로 렌즈는, 3000회째의 프레스 성형품이라도, 초기의 성형품과 비교하여 표면 거칠기(RSM치)에 변화가 없었던 데 반해, 불화 마그네슘으로 이루어진 보호막을 형성한 비교예(시료 56)에서는, 프레스 성형이 3000회에 이르기까지 막의 박리와 유리 소재의 용착이 발생하였다.
상기한 본 발명에 의해, 제조한 자기 디스크용 유리 기판 또는 광학 유리 소자에 대응하는 초평활한 표면성과 정도(精度)가 높은 미세 패턴 또는 정밀 형상을 가지는 프레스 성형용 금형을 간단하게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 본 발명의 프레스 성형용 금형을 사용하여 프레스 성형을 하면, 금형 형상이 정밀하고 또한 정도가 높게 전사된 자기 디스크용 유리 기판 또는 광학 유리 소자를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 종래의 프레스 성형법으로는 제조할 수 없었던 마이크로 렌즈의 프레스 성형용 금형을 프레스 성형법에 의해 저렴한 가격으로 대량 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 프레스 성형용 금형을 장기간에 걸쳐 반복해서 사용하여도, 금형의 열화를 방지할 수 있어, 금형의 수명이 길어진다.
또한, 본 발명에 의하면, 전술한 효과에서, 고품질의 자기 디스크용 유리 기판 또는 광학 유리 소자를 저렴한 가격으로 대량 제조할 수 있다.

Claims (69)

  1. 모재와, 상기 모재의 표면상에 형성된 중간층과, 상기 중간층 위에 형성된 보호층을 포함하는 프레스 성형용 금형으로, 상기 모재가, 무기 산화물이고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 상기 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료이며, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모재가, 산화 규소 또는 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 유리인 무기 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 모재가, 석영 유리 또는 단결정 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 중간층이, 상기 모재에 포함되는 성분과 상기 보호층에 포함되는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 모재가, 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물이고,
    상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하고,
    상기 중간층이, 산화 알루미늄 및 질화 알루미늄에서 선택된 적어도 한 개의 알루미늄 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 모재가, 산화 규소를 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하고,
    상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형.
  13. 프레스 성형용 금형의 제조 방법으로, 연삭, 절삭, 랩, 연마 또는 드라이 에칭에 의해 유리 제품의 반전(反轉)형상에 엄밀히 맞추어서 무기산화물을 포함하는 모재의 표면을 기계 가공하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하며, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하고, 또한, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 모재가, 산화 규소 또는 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 유리인 무기 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이 온도를 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 모재가, 석영 유리 또는 단결정 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  18. 제 13항에 있어서, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  19. 제 13항에 있어서, 상기 중간층이, 상기 모재에 포함되는 성분과 상기 보호층에 포함되는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 모재가, 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 알루미늄 및 질화 알루미늄에서 선택된 적어도 한 개의 알루미늄 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 모재가, 산화 규소를 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  22. 제 13항에 있어서, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면상에 형성후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  23. 제 13항에 있어서, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전형상인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리그루브 및 서보패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  25. 제 13항에 있어서, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전형상인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  26. 프레스 성형용 금형의 제조 방법으로, 프레스 성형하기 위한 유리 제품과 같은 형상을 가지는 마스터 프레스 성형용 금형을 제공하는 공정과, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 마스터 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품의 반전형상을 가지는 모재를 위한 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이, 상기 모재 및 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하며, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식 퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 모재를 위한 상기 프레스 성형된 유리가, 단단한 금속, 서매트, 또는 세라믹스에 밀착하는 프레스 성형된 유리를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  28. 제 26항에 있어서, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류 금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃ 이상 높은 유리 전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  30. 제 26항에 있어서, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  31. 제 26항에 있어서, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  32. 제 26항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면상에 형성후의 상기 중간층의 두께가, 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  33. 제 26항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전형상인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  34. 제 32항에 있어서, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리그루브 및 서보패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  35. 제 26항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전형상인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  36. 프레스 성형용 금형의 제조 방법으로, 유리성형 하기 위한 유리 제품의 반전형상을 가지는 마스터 프레스 성형용 금형을 제공하는 공정과, 유리 제품과 같은 형상을 가지는 제1의 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정을 포함하고, 제1의 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 마스터 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품과 같은 형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이 상기 모재 및 보호층에 밀착하며, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하고, 또한, 제1의 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하고, 또한, 상기 방법은, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 제1의 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품의 반전형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하며, 상기 중간층이 상기 모재 및 보호층에 밀착하여, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하고, 또한 상기 방법은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  37. 제 36항에 있어서, 모재를 위한 상기 프레스 성형된 유리가, 초경금속, 서매트, 또는 세라믹스에 밀착하는 프레스 성형된 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  38. 제 36항에 있어서, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  40. 제 36항에 있어서, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  41. 제 36항에 있어서, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  42. 제 36항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면상에 형성후의 상기 중간층의 두께가 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  43. 제 36항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전형상인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  44. 제 43항에 있어서, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리그루브 및 서보패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  45. 제 36항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 광학소자의 반전형상인 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형의 제조 방법.
  46. 유리 제품의 제조방법으로, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정을 포함하고, 상기 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 연삭, 절삭, 랩, 연마 또는 드라이에칭에 의해 유리 제품의 반전형상에 엄밀히 맞추어서 무기 산화물을 포함한 모재의 표면을 기계가공하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이 상기 모재 및 보호층에 밀착하며, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 또한 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하고, 또한, 상기 방법은, 상기 제조된 프레스 성형용 금형 위에 유리 제품용 유리 프리폼을 두는 공정과, 상기 금형 위의 상기 유리 프리폼의 연화온도보다 높은 상기 유리 프리폼을 가열하는 공정과, 가열되어 있는 별도의 금형에 의해 상기 유리 프리폼을 프레스 성형하고, 상기 유리를 냉각하여 꺼내는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  47. 제 46항에 있어서, 상기 모재가, 산화 규소 또는 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  48. 제 46항에 있어서, 상기 모재가, 이산화규소를 주성분으로 하고, 산화알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속산화물 및 알칼리 토류금속산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함한 유리인 무기산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  49. 제 48항에 있어서, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  50. 제 46항에 있어서,
    상기 모재가, 석영유리 또는 단결정 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  51. 제 46항에 있어서, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  52. 제 46항에 있어서, 상기 중간층이, 상기 모재에 포함되는 성분과 상기 보호층에 포함되는 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  53. 제 52항에 있어서, 상기 모재가, 산화 알루미늄을 주성분으로 하는 무기산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 알루미늄 및 질화 알루미늄에서 선택된 적어도 한 개의 알루미늄 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  54. 제 52항에 있어서, 상기 모재가, 산화 규소를 주성분으로 하는 무기 산화물을 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하며, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  55. 제 46항에 있어서, 기계 가공후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하 이고, 상기 모재의 표면위에 형성후의 상기 중간층의 두께가 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  56. 제 46항에 있어서, 기계 가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전형상인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리그루브 및 서보 패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  58. 제 46항에 있어서, 기계가공 후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전형상인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  59. 유리 제품의 제조방법으로, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정을 포함하고, 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 프레스 성형하기 위한 유리 제품과 같은 형상을 가지는 마스터 프레스 성형용 금형을 제공하는 공정과, 이산화 규소를 주성분으로 하는 유리를 상기 마스터 금형에 의해 프레스 성형하는 공정과, 프레스 성형하기 위한 유리 제품의 반전 형상을 가지는 모재를 위해 프레스 성형된 유리를 이용하는 공정과, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 모재의 표면상에 중간층을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 중간층이 상기 모재 및 보호층에 밀착하며, 금형이 이용되는 고온에서 내열성이 있는 재료를 포함하고, 상기 보호층이, 텅스텐(W), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 레늄(Re), 탄탈(Ta) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 금속막을 포함하고, 또한 프레스 성형용 금형을 제조하는 공정은, 도금 또는 무전해 도금의 습식퇴적 과정, 또는 증착, 스퍼터 또는 이온 플레이팅의 건식퇴적 과정에 의해 상기 중간층의 표면상에 상기 보호층을 형성하는 공정을 포함하고, 또한 상기 방법은, 상기 제조된 프레스 성형용 금형 위에 유리 제품용 유리 프리폼을 두는 공정과, 상기 금형 위의 상기 유리 프리폼의 연화온도보다 높은 상기 유리 프리폼을 가열하는 공정과, 가열되어 있는 별도의 금형에 의해 상기 유리 프리폼을 프레스 성형하고, 상기 유리를 냉각하여 꺼내는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  60. 제 59항에 있어서, 유리 제품과 같은 형상을 가지는 상기 마스터 프레스 성형용 금형이, 상기 유리 제품의 반전형상을 가지는 금형에 의해 프레스 성형된 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  61. 제 59항에 있어서, 모재를 위한 상기 프레스 성형된 유리가, 단단한 금속, 서매트, 또는 세라믹스에 밀착한 상기 프레스 성형된 유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  62. 제 59항에 있어서, 상기 모재가, 이산화 규소를 주성분으로 하고, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연, 알칼리 금속 산화물 및 알칼리 토류금속 산화물에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  63. 제 62항에 있어서, 상기 유리가, 프레스 성형하기 위한 유리보다 50℃이상 높은 유리 전이온도를 가지는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  64. 제 59항에 있어서, 상기 중간층이, 티탄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 텅스텐(W) 및 이들의 합금에서 선택된 적어도 한 개의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  65. 제 59항에 있어서, 상기 중간층이, 산화 규소, 탄화 규소 및 질화 규소에서 선택된 적어도 한 개의 규소 화합물과 보호층의 성분과의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  66. 제 59항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면의 평균 거칠기가 5nm이하이고, 상기 모재의 표면 위에 형성후의 상기 중간층의 두께가 0.1∼5㎛의 범위이고, 상기 중간층 위에 형성후의 상기 보호층의 두께가, 0.05∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  67. 제 59항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 자기 디스크용 기판의 반전형상인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  68. 제 67항에 있어서, 상기 자기 디스크용 기판의 형상이, 텍스츄어, 프리그루브 및 서보패턴에서 선택된 적어도 한 개의 미세 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
  69. 제 59항에 있어서, 형성후의 상기 모재의 표면 형상이 광학 소자의 반전형상인 것을 특징으로 하는 유리 제품의 제조 방법.
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