JPH0274531A - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
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- JPH0274531A JPH0274531A JP22506188A JP22506188A JPH0274531A JP H0274531 A JPH0274531 A JP H0274531A JP 22506188 A JP22506188 A JP 22506188A JP 22506188 A JP22506188 A JP 22506188A JP H0274531 A JPH0274531 A JP H0274531A
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Classifications
-
- 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
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/20—Oxide ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (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、光学素子成形用型に関する。
一般に、光学ガラスを加熱プレスにより成形して所望の
光学素子を得ることが広く行われている。
光学素子を得ることが広く行われている。
ところで、この加熱プレス手段による場合は、成形用型
の離型性の良いことが非常に重要で、通常、離型性は型
表面の材料に対するガラス濡れ性に大きく依存している
。
の離型性の良いことが非常に重要で、通常、離型性は型
表面の材料に対するガラス濡れ性に大きく依存している
。
従来、例えば特開昭６２−８７４２３号公報に開示され
るように、少なくとも成形面を窒化クロムにより形成し
た光学素子成形用型が知られている。この光学素子成形
用型は、ガラスが濡れにくいために良好な離型性を有し
、実際に５０００ショット以上の成形を経ても初期性能
を維持している。
るように、少なくとも成形面を窒化クロムにより形成し
た光学素子成形用型が知られている。この光学素子成形
用型は、ガラスが濡れにくいために良好な離型性を有し
、実際に５０００ショット以上の成形を経ても初期性能
を維持している。
しかし、上記従来の光学素子成形用型は、径が１０−程
度までの小径の光学素子を得る場合には適当であるが、
さらに大径の光学素子を得る場合には問題が生じてしま
った。すなわち、大径の光学素子を加熱プレスにより成
形する場合、ガラスの加熱中の変形を防止するために、
小径の光学素子を得る場合のようには加熱温度を上げる
ことができず、粘度の大きい領域で成形しなければなら
ない。このために、プレス時には、プレス圧力や型温度
によってより大きなエネルギーをガラスに与えなければ
ならない。したがって、ガラスを構成する化合物の結合
が切れてしまい、成形用型へ付着し易くなる。これがシ
ョット毎に繰り返されると、ついには焼付きという現象
が生じてしまっ本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、大径の光学素子を加熱プレスに
より成形する場合であっても、長期間焼付きを生じない
光学素子成形用型を提供することを目的とする。
度までの小径の光学素子を得る場合には適当であるが、
さらに大径の光学素子を得る場合には問題が生じてしま
った。すなわち、大径の光学素子を加熱プレスにより成
形する場合、ガラスの加熱中の変形を防止するために、
小径の光学素子を得る場合のようには加熱温度を上げる
ことができず、粘度の大きい領域で成形しなければなら
ない。このために、プレス時には、プレス圧力や型温度
によってより大きなエネルギーをガラスに与えなければ
ならない。したがって、ガラスを構成する化合物の結合
が切れてしまい、成形用型へ付着し易くなる。これがシ
ョット毎に繰り返されると、ついには焼付きという現象
が生じてしまっ本発明は、かかる従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、大径の光学素子を加熱プレスに
より成形する場合であっても、長期間焼付きを生じない
光学素子成形用型を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも成形
面の最表層がクロム（Ｃｒ）および窒素（Ｎ）を主成分
とした材料からなる光学素子成形用型を酸化可能な雰囲
気中で加熱することにより、前記最表層に二酸化ニクロ
ム（Ｃｒｚ Ｏｚ ）を形成して光学素子成形用型を構
成した。
面の最表層がクロム（Ｃｒ）および窒素（Ｎ）を主成分
とした材料からなる光学素子成形用型を酸化可能な雰囲
気中で加熱することにより、前記最表層に二酸化ニクロ
ム（Ｃｒｚ Ｏｚ ）を形成して光学素子成形用型を構
成した。
ガラスが濡れにくい材料の条件としては、第一に熱力学
的に安定で不活性でなければならない。
的に安定で不活性でなければならない。
熱力学的に安定か否かは、標準生成Ｇｉｄｄｓエネルギ
ーにより判断できる。また、第二に型最表面の原子のイ
オン性が小さい方が良い。イオン性が大きければ、それ
だけ活性であり、ガラスが付着し易くなるからである。
ーにより判断できる。また、第二に型最表面の原子のイ
オン性が小さい方が良い。イオン性が大きければ、それ
だけ活性であり、ガラスが付着し易くなるからである。
イオン性は、金属酸化物の場合、分極が大きい方（金属
のイオン半径が小さい方）が小さくなる。さらに、成形
用型として満足できるためには、硬さや密着性の点でも
良好でなければならない。
のイオン半径が小さい方）が小さくなる。さらに、成形
用型として満足できるためには、硬さや密着性の点でも
良好でなければならない。
表１に６種の物質の標準生成Ｇ １ｄｄｓエネルギー（
ΔＧ）を示し、表２に３種のイオンのイオン半径を示す
。
ΔＧ）を示し、表２に３種のイオンのイオン半径を示す
。
表１ 標準生成Ｇ １ｄｄｓエネルギー（ΔＧ）Ｔ＝２
９８に 表２ イオン半径 表１から判るように、窒化物よりも酸化物の方がΔＧが
小さいので熱力学的に安定である。酸化物では、ＡＮｚ
Ｏ３，ＣｒｚＯ：＋ 、ＴｔＯｚの順でΔＧが小さく、
熱力学的に安定である。また、表２から判るように、イ
オン性はＡ２１゛が最も小さく、Ｔｉ”、Ｃｒ”は同程
度であり、Ａｌコ゛、Ｔｉ”Ｃｒ”順で不活性である。
９８に 表２ イオン半径 表１から判るように、窒化物よりも酸化物の方がΔＧが
小さいので熱力学的に安定である。酸化物では、ＡＮｚ
Ｏ３，ＣｒｚＯ：＋ 、ＴｔＯｚの順でΔＧが小さく、
熱力学的に安定である。また、表２から判るように、イ
オン性はＡ２１゛が最も小さく、Ｔｉ”、Ｃｒ”は同程
度であり、Ａｌコ゛、Ｔｉ”Ｃｒ”順で不活性である。
以上の観点からすれば、Ａｆｆｉ、Ｏ，が成形用型の最
表層材料として好ましいようであるが、ここに硬さや密
着性の点についても考慮しなければならない、すなわち
、成形用型の成形面は、取扱上の傷を防止するために、
非常に大きな硬さを必要とする。また、加熱冷却のサイ
クルを多数回繰り返すために、密着性も良くなければな
らない。
表層材料として好ましいようであるが、ここに硬さや密
着性の点についても考慮しなければならない、すなわち
、成形用型の成形面は、取扱上の傷を防止するために、
非常に大きな硬さを必要とする。また、加熱冷却のサイ
クルを多数回繰り返すために、密着性も良くなければな
らない。
Ａ ｌ ｚ Ｏ３の場合には、それ自体あまり硬くない
ので、ＡＩ！、Ｎの最表層を酸化させてＡＩ！、よＯｌ
を形成したとしてもＡＩＮ自体も硬度が低いために傷が
付き易いという欠点を有する。一方、十分な硬度を有す
る他の材料の上にＡ ｆ ！ Ｏｆｆ層を真空蒸着等で
形成したとしても、異種の物質量での接着であるために
、密着性が低いという欠点を存する。
ので、ＡＩ！、Ｎの最表層を酸化させてＡＩ！、よＯｌ
を形成したとしてもＡＩＮ自体も硬度が低いために傷が
付き易いという欠点を有する。一方、十分な硬度を有す
る他の材料の上にＡ ｆ ！ Ｏｆｆ層を真空蒸着等で
形成したとしても、異種の物質量での接着であるために
、密着性が低いという欠点を存する。
すなわち、Ａ２□０．を成形用型の最表層材料に用いる
ことは、ガラスとの濡れ性の点では良好であるが、硬さ
や密着性の点で満足できない。
ことは、ガラスとの濡れ性の点では良好であるが、硬さ
や密着性の点で満足できない。
これに対し、Ｃｒ ｚｏｉ、 Ｔ ｉ Ｏ□については
、ＣｒＮ、ＴｉＮを酸化させて成形用型の最表層にＣｒ
ｚＯ３，ＴｉＯ□層を形成することにより、ガラスとの
濡れ性、硬さおよび密着性の点で総合的に優れたものと
なる。特に、Ｃｒ、Ｏ，は、熱力学的にもより安定で、
またフッ酸に対して不溶であるため、万一ガラスが付着
したとしてもそのガラス成分を簡単に除去できるという
利点を有している。
、ＣｒＮ、ＴｉＮを酸化させて成形用型の最表層にＣｒ
ｚＯ３，ＴｉＯ□層を形成することにより、ガラスとの
濡れ性、硬さおよび密着性の点で総合的に優れたものと
なる。特に、Ｃｒ、Ｏ，は、熱力学的にもより安定で、
またフッ酸に対して不溶であるため、万一ガラスが付着
したとしてもそのガラス成分を簡単に除去できるという
利点を有している。
以上のような知見に基づいて、本発明は、ＣｒおよびＮ
を主成分とした材料を酸化させて少なくとも成形面の最
表層にＣｒ、Ｏ，を形成することとした。ここに、Ｃｒ
およびＮを主成分とした材料は、窒化クロム（Ｃｒ Ｎ
、 Ｃｒ ｔ Ｎ ）が代表的であり、その他Ｃｒ−
ＣｒＮまたはＣｒ、Ｎ−ＣｒＮ系化合物等が用いられる
。一方、ＣｒｚＯｘの形成法としては、いわゆるＰＶＤ
やＣＶＤ等による薄膜形成法も考えられるが、これらの
形成法は加熱酸化に比較して密着性が劣ってしまう。ま
た、プラズマやイオンビームを照射して酸化を行うとい
う方法も考えられるが、反応が非平衡的であるために、
機械的な歪みが膜中に残り、クランクや剥離の原因とな
ってしまう。
を主成分とした材料を酸化させて少なくとも成形面の最
表層にＣｒ、Ｏ，を形成することとした。ここに、Ｃｒ
およびＮを主成分とした材料は、窒化クロム（Ｃｒ Ｎ
、 Ｃｒ ｔ Ｎ ）が代表的であり、その他Ｃｒ−
ＣｒＮまたはＣｒ、Ｎ−ＣｒＮ系化合物等が用いられる
。一方、ＣｒｚＯｘの形成法としては、いわゆるＰＶＤ
やＣＶＤ等による薄膜形成法も考えられるが、これらの
形成法は加熱酸化に比較して密着性が劣ってしまう。ま
た、プラズマやイオンビームを照射して酸化を行うとい
う方法も考えられるが、反応が非平衡的であるために、
機械的な歪みが膜中に残り、クランクや剥離の原因とな
ってしまう。
さらに、離型性の低下やフッ酸の侵入を防ぐために、最
表層は完全にＣｒｚＯｓに変化している必要がある。そ
のためには、Ｃｒｔ０３Ｎが所定値以上の厚さを有して
いなければならず、その値は経験的に５０人程変である
。
表層は完全にＣｒｚＯｓに変化している必要がある。そ
のためには、Ｃｒｔ０３Ｎが所定値以上の厚さを有して
いなければならず、その値は経験的に５０人程変である
。
上記構成の本発明の光学素子成形用型においては、少な
くとも成形面の最表層が、ＣｒＮ等を酸化してなるＣ
ｒ ２０３により形成されているので、大径の光学素子
を得る場合でも長期間焼付きを生しることがない。
くとも成形面の最表層が、ＣｒＮ等を酸化してなるＣ
ｒ ２０３により形成されているので、大径の光学素子
を得る場合でも長期間焼付きを生しることがない。
（第１実施例）
超硬合金により型基材を形成し、径１４−１Ｒ４６に鏡
面加工した成形面にＣｒＮ［をスパッタ法により形成し
た。そのＣｒＮ層の膜厚は５０００人であった。次に、
その型を電気炉に入れ、大気中６００°Ｃで２時間加熱
し、ＣｒＮ層の最表層を酸化させてＣｒｚＯｓＮとした
。このようにして得られた光学素子成形用型を第１図に
示す。第１図において、ｌは型基材、２は成形面、３は
ＣｒＮ層、４はＣｒ ｔ ０３層である。また、第２図
にはこの光学素子成形用型のＸ線回折結果を示す。第２
図から判るように、Ｃｒ層０．が生成されている。さら
に、オージェ電子分光の深さ方向分析の結果、Ｃｒ、Ｏ
。
面加工した成形面にＣｒＮ［をスパッタ法により形成し
た。そのＣｒＮ層の膜厚は５０００人であった。次に、
その型を電気炉に入れ、大気中６００°Ｃで２時間加熱
し、ＣｒＮ層の最表層を酸化させてＣｒｚＯｓＮとした
。このようにして得られた光学素子成形用型を第１図に
示す。第１図において、ｌは型基材、２は成形面、３は
ＣｒＮ層、４はＣｒ ｔ ０３層である。また、第２図
にはこの光学素子成形用型のＸ線回折結果を示す。第２
図から判るように、Ｃｒ層０．が生成されている。さら
に、オージェ電子分光の深さ方向分析の結果、Ｃｒ、Ｏ
。
層４の厚さは約１２０人であった。
なお、本実施例の光学素子成形用型を用いて光学ガラス
を成形したところ、５０００シヨツト以上経過しても良
好な離型性を示し、ガラスの焼付きは発生しなかった。
を成形したところ、５０００シヨツト以上経過しても良
好な離型性を示し、ガラスの焼付きは発生しなかった。
また、５０００シヨツトの間に、フッ酸をＣｒ２Ｏ，層
４の表面に接触させる試験を行ったが、何ら表面の劣化
は認められなかった。
４の表面に接触させる試験を行ったが、何ら表面の劣化
は認められなかった。
（第２実施例）
超硬合金により型基材を形成し、径１４圓、Ｒ４６に鏡
面加工した成形面にＣｒ層をイオンビームスパック法に
より形成した。次に、そのＣｒ層の上にＣｒＮ層をイオ
ンビームスパック法により形成した。Ｃｒ層とＣｒＮ層
とを合わせた膜厚は５０００人であった。ここに、Ｃｒ
層を形成したのは、型基材とＣｒＮ層との密着性を向上
させるためである。
面加工した成形面にＣｒ層をイオンビームスパック法に
より形成した。次に、そのＣｒ層の上にＣｒＮ層をイオ
ンビームスパック法により形成した。Ｃｒ層とＣｒＮ層
とを合わせた膜厚は５０００人であった。ここに、Ｃｒ
層を形成したのは、型基材とＣｒＮ層との密着性を向上
させるためである。
その後、上記型を電気炉に入れ、Ｎｔガス雰囲気中６０
０°Ｃで４時間加熱し、ＣｒＮ層の最表層を酸化させて
Ｃｒ、Ｏ，層とした。このＣｒ−０３層の厚さは約６０
人であった。本実施例においては、Ｎ２ガス雰囲気中で
加熱を行うが、Ｎ２ガス雰囲気であっても水分が含まれ
ているため、その水分が酸化剤となってＣｒｚＯ＝層を
形成することができる。
０°Ｃで４時間加熱し、ＣｒＮ層の最表層を酸化させて
Ｃｒ、Ｏ，層とした。このＣｒ−０３層の厚さは約６０
人であった。本実施例においては、Ｎ２ガス雰囲気中で
加熱を行うが、Ｎ２ガス雰囲気であっても水分が含まれ
ているため、その水分が酸化剤となってＣｒｚＯ＝層を
形成することができる。
なお、本実施例の光学素子成形用型を用いて光学ガラス
を成形したところ、第１実施例のものと同様に、良好な
離型性を有し、ガラスの焼付きは生しなかった。また、
第１実施例の場合と同様にフッ酸試験を行ったが、何ら
表面劣化は認められなかった。
を成形したところ、第１実施例のものと同様に、良好な
離型性を有し、ガラスの焼付きは生しなかった。また、
第１実施例の場合と同様にフッ酸試験を行ったが、何ら
表面劣化は認められなかった。
（第３実施例）
ＳｉＣ焼結体により型基材を形成し、径１８ｍｍ、Ｒ１
２０に鏡面加工した成形面にＣｒＮｉ１をイオンブレー
ティング法により形成した。そのＣｒＮ層の膜厚は７０
００人であった９次に、その型を電気炉に入れ、Ａｒガ
ス雰囲気中７００°Ｃで２時間加熱し、ＣｒＮ層の最表
層を酸化させてＣｒ、Ｏ，層とした。
２０に鏡面加工した成形面にＣｒＮｉ１をイオンブレー
ティング法により形成した。そのＣｒＮ層の膜厚は７０
００人であった９次に、その型を電気炉に入れ、Ａｒガ
ス雰囲気中７００°Ｃで２時間加熱し、ＣｒＮ層の最表
層を酸化させてＣｒ、Ｏ，層とした。
このＣｒ、０３層の厚さは約１５０人であった。本実施
例においては、Ａｒガス雰囲気中で加熱を行うが、Ｎ２
ガスの場合と同様に水分が存在するため、Ｃｒ、Ｏ，層
を形成することができる。
例においては、Ａｒガス雰囲気中で加熱を行うが、Ｎ２
ガスの場合と同様に水分が存在するため、Ｃｒ、Ｏ，層
を形成することができる。
なお、本実施例の光学素子成形用型のＣｒ ｚ Ｏｉ層
表面（成形面）における硬さを微小硬度計により測定し
たところ、Ｈシー１５００Ｋｇｆ／鴫”（２５ｇｆ荷重
）であり、良好な硬さを有していた。また、光学ガラス
を成形したところ、第１実施例と同様に良好な離型性を
有しており、ガラスの焼付きは生じなかった。
表面（成形面）における硬さを微小硬度計により測定し
たところ、Ｈシー１５００Ｋｇｆ／鴫”（２５ｇｆ荷重
）であり、良好な硬さを有していた。また、光学ガラス
を成形したところ、第１実施例と同様に良好な離型性を
有しており、ガラスの焼付きは生じなかった。
以上のように、本発明の光学素子成形用型によれば、少
なくとも成形面の最表層をＣｒおよびＮを主成分とした
材料を加熱酸化してＣｒ、Ｏ，により形成しているので
、大径の光学素子を成形する場合であっても、離型性が
良好でフッ酸によるガラス成分除去も容易に行え、また
十分な表面硬度を有するとともに密着性も良好であり、
長期間使用可能となる。
なくとも成形面の最表層をＣｒおよびＮを主成分とした
材料を加熱酸化してＣｒ、Ｏ，により形成しているので
、大径の光学素子を成形する場合であっても、離型性が
良好でフッ酸によるガラス成分除去も容易に行え、また
十分な表面硬度を有するとともに密着性も良好であり、
長期間使用可能となる。
第１図は本発明の光学素子成形用型の第１実施例を示す
ば断面図、第２図は第１図に示す光学素子成形用型のχ
線回折結果を示すチャートである。 〕・・・型基材 ２・成形面 ３− ＣｒＮ層 ４・・Ｃｒｔ０３層第１図 第２図
ば断面図、第２図は第１図に示す光学素子成形用型のχ
線回折結果を示すチャートである。 〕・・・型基材 ２・成形面 ３− ＣｒＮ層 ４・・Ｃｒｔ０３層第１図 第２図
Claims (1)
- （１）少なくとも成形面の最表層がクロムおよび窒素を
主成分とした材料からなる光学素子成形用型を酸化可能
な雰囲気中で加熱することにより、前記最表層に三酸化
ニクロムを形成したことを特徴とする光学素子成形用型
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22506188A JPH0274531A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22506188A JPH0274531A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 光学素子成形用型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0274531A true JPH0274531A (ja) | 1990-03-14 |
| JPH0445458B2 JPH0445458B2 (ja) | 1992-07-24 |
Family
ID=16823426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22506188A Granted JPH0274531A (ja) | 1988-09-08 | 1988-09-08 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0274531A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02199035A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-07 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 光学部品の成形方法 |
| JPH03215324A (ja) * | 1990-01-22 | 1991-09-20 | Canon Inc | 光学素子成形用型 |
| JP2002097029A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-02 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
| JP2009096682A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Olympus Corp | 光学素子成形用金型の製造方法、加工方法、及び光学素子成形用金型 |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP22506188A patent/JPH0274531A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02199035A (ja) * | 1989-01-30 | 1990-08-07 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 光学部品の成形方法 |
| JPH03215324A (ja) * | 1990-01-22 | 1991-09-20 | Canon Inc | 光学素子成形用型 |
| JP2002097029A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-02 | Olympus Optical Co Ltd | 光学素子成形用型 |
| JP2009096682A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-07 | Olympus Corp | 光学素子成形用金型の製造方法、加工方法、及び光学素子成形用金型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0445458B2 (ja) | 1992-07-24 |
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