【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガラス（ガラスレンズ、ペンタプリ
ズム、コーナープリズム、コネクターレンズ等）
のプレス成形に用いられるガラス成形型に関す
る。
〔従来の技術〕
冷間の研削、研磨を不要とするガラス成形体の
プレス成形に用いられるガラス成形型に要求され
る条件は、プレス成形時に型面がガラス面にその
まま転写されることから、型面が光学的鏡面に加
工可能なこと、高温でも酸化による肌荒れを起こ
さないこと、被成形ガラスと接触した時にガラス
との融着を起こし難いこと、プレス成形時の衝撃
に耐える機械的強度を持つことなどである。
冷間での研削、研磨が不要なガラス成形体のプ
レス成形型として、特開昭47−11277号公報には、
ガラス状カーボンを用いることが開示されている
が、ガラス状カーボンは酸化し易く、構造的にも
不安定で、ガラス成形中に引つかき傷を生じ易い
欠点を持つている。また、特開昭60−176928号公
報にはアモルフアス炭化珪素（Ａ−sic）、アルフ
ア炭化珪素（α−sic）、及びＡ−sicとα−sicの
混合物から選ばれた膜を被着した型が開示され、
またベータ炭化珪素（β−sic）はプレス成形時
に被成形ガラスと接触した時に融着を起こし易い
旨の開示も成されている。一方で、特開昭60−
176929号公報に開示された如く、β−sicはsicの
中では比較的加工がし易い利点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、発明者の実験によると、β−sicを
被着した成形型のβ−sic表面の加工（研削・研
磨）時に、引つかき傷の生じ易い構造のβ−sic
膜と引つかき傷の生じ難い構造のβ−sic膜とが
存在し、単にβ−sic膜というだけでは成形型表
面に被着する膜として適しているとは言えない問
題点があつた。
つまり、CVD法によつて合成されるβ−sicは
多結晶体で大別すると表面にピラミツド状の凹凸
のあるフアセツト状の膜と滑らかなコーン状の膜
とが有り、フアセツト状の膜では、膜の研削時に
研削用ダイヤモンドが大きな結晶粒（一般にフア
セツト状の膜の結晶粒の方が、コーン状の膜の結
晶粒よりも大きい）の間に入り込み、膜の研磨を
行つた時に研磨面にダイヤモンド粒が残存した
り、或は、これが脱落して穴となつたり、脱落し
たダイヤモンド粒による引つかき傷が生じて、型
の表面の面粗度を悪くしたり、ガラスの融着を起
こす原因の一つともなり、離型時に面精度を悪化
させる要因ともなつていた。ところが、コーン状
の膜では、膜表面が滑らかな為に膜の研削時に研
削用ダイヤモンドが結晶粒の間に入り込み難く、
面粗度を悪化させる問題点が生じないことが解つ
たのである。更に、発明者がＸ線回析法を用いて
調べたところ、フアセツト状の膜は１１１面配向
性をもつていることが解つた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記問題点を解決する為に成されたも
のであり、少なくとも被成形ガラスの表面に対向
する成形型の型基盤の表面上に主として１１１面
配向性を有するベータ炭化珪素膜が被着されたこ
とを特徴とするガラス成形型である。
〔作用〕
１１１面配向性を有するβ−sic膜を被着する
ことにより、型の研削時に研削用ダイヤモンド粒
が結晶粒の間に入り込み難く、型の研削・研磨時
に引つかき傷を生じ難い。
〔実施例〕
本発明を実施例に基づき詳細に説明する。第１
図は実施例の型の縦断面図であり、両凸レンズの
プレス成形に用いられる型である。１は上型で炭
化珪素の焼決体を直径17mm、長さ28mmの円柱状に
加工し、ガラスと対向する面を曲率半径300mmの
凹面に加工した型基盤１ａに、１１１面配向性を
有するβ−sic膜１ｂを被着したものを面精度が
100Å以下の光学鏡面にダイヤモンド砥石にて加
工したものである。２は下型である。下型２は、
上型１と同材料、同形状で、２ａは型基盤、２ｂ
は１１１面配向性を有するβ−sic膜である。３
は炭化珪素の焼結体の胴型であり、４は被形成ガ
ラスである。
次に、実施例の型基盤１ａ，２ａに１１１面配
向性を有するβ−sic膜を被着する方法について
述べる。第２図は、実施例の型の製作１１１面配
向性を有するβ−sic膜の被着）に用いられる
CVD装置の説明図である。縦型の石英反応管５
の一方にガス供給系６を、他方に真空排気系７を
それぞれ配置する。石英反応管５の内部にセツト
したカーボンヒーターを15kw、400kHzの高周波
誘導加熱により所定温度に加熱し、そのカーボン
ヒーターからの間接加熱で基体（本実施例におい
ては型基盤１ａ）を加熱する。８はワークコイル
である。ガス供給系６内の原料ガスはそれぞれ流
量計９ａ，９ｂ，９ｃを通つて下部より反応管５
に供給されるが、原料のsicl4用バブラー１０は20
℃の恒温槽１１の中にセツトされ、原料ガスsicl4
は流路１２，１３を通つたH2ガスにより反応管
５内へキヤリアされる。sicl4、H2及びC3H8を混
合器１４で混合した後、反応管５内に導入すると
共に全体のH2量を一定に保つ為に別系統のH2ラ
イン（流路１５）を用意して直接石英反応管５に
供給する。排気は反応管上部から油回転ポンプ
（リキツドシールドタイプポンプ）１６ａ，１６
ｂにより行う。油回転ポンプ１６ａ，１６ｂと反
応管５の間にトラツプ１７を設け未反応sicl4及び
反応副生成物のHClを除去する。また、反応管内
の圧力はマノメーター１８を用いて制御する。
sicl4＋H2（モル比にしてsicl4：H2＝１：２）を
900ml／min及びC3H8を60ml／minずつ供給管１
９から供給し、H2を450ml／minずつ供給管１５
から供給する。基体加熱温度（Td）1300℃〜
1650℃、炉内全圧力（Ptot）5Torr〜300Torrで
60分間β−sic膜を合成した。この合成したβ−
sic膜の折出面の配向性をＸ線回折で調べた結果
を表１に示す。尚、図中２０はバルブ、２１は３
方バルブ、２２は減圧弁である。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to glass (glass lenses, pentaprisms, corner prisms, connector lenses, etc.)
This invention relates to a glass mold used for press molding. [Prior Art] The conditions required for glass molds used for press molding of glass molded objects that do not require cold grinding or polishing are as follows: The mold surface is directly transferred to the glass surface during press molding. The mold surface can be processed into an optical mirror surface, does not cause roughness due to oxidation even at high temperatures, does not easily fuse with the glass when it comes into contact with the glass, and has mechanical strength that can withstand shock during press molding. such as having. As a press molding die for glass moldings that does not require cold grinding or polishing, JP-A-47-11277 discloses
Although the use of glassy carbon is disclosed, glassy carbon is easily oxidized, structurally unstable, and has the disadvantage of being easily scratched during glass molding. Furthermore, JP-A-60-176928 discloses a mold coated with a film selected from amorphous silicon carbide (A-sic), alpha silicon carbide (α-sic), and a mixture of A-sic and α-sic. is disclosed,
It is also disclosed that beta silicon carbide (β-sic) tends to cause fusion when it comes into contact with glass to be formed during press molding. On the other hand, JP-A-60-
As disclosed in Japanese Patent No. 176929, β-sic has the advantage of being relatively easy to process among sic. [Problems to be Solved by the Invention] However, according to the inventor's experiments, the β-sic surface of a mold coated with β-sic has a structure that tends to be easily scratched when processed (grinding and polishing). β−sic of
There is a problem that a β-sic film with a structure that is difficult to stick to and scratches cannot be said to be suitable as a film to be adhered to the surface of a mold. In other words, β-sic synthesized by the CVD method is a polycrystalline substance and can be roughly divided into two types: facet-like films with pyramid-like irregularities on the surface and smooth cone-like films. When grinding the film, the grinding diamond gets between the large crystal grains (generally, the crystal grains of a facet-shaped film are larger than the crystal grains of a cone-shaped film), and when the film is polished, the diamond for grinding gets stuck on the polished surface. Diamond grains may remain, or they may fall off and form holes, or scratches may occur due to the diamond particles that have fallen off, which may worsen the surface roughness of the mold or cause glass to adhere. This was one of the causes, and also a factor that deteriorated the surface accuracy during mold release. However, since the cone-shaped film has a smooth surface, it is difficult for the grinding diamond to penetrate between the crystal grains when grinding the film.
It was found that there were no problems that would worsen the surface roughness. Further, when the inventor conducted an investigation using X-ray diffraction, it was found that the facet-like film had a 111-plane orientation. [Means for Solving the Problems] The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. This is a glass mold characterized by being coated with a beta silicon carbide film having properties. [Function] By depositing a β-sic film with 111-plane orientation, it is difficult for the diamond grains for grinding to enter between the crystal grains during grinding of the mold, and it is difficult to cause scratches due to scratches during grinding and polishing of the mold. . [Example] The present invention will be explained in detail based on an example. 1st
The figure is a longitudinal cross-sectional view of a mold of an example, and is a mold used for press molding of a biconvex lens. 1 is an upper mold in which a sintered body of silicon carbide is processed into a cylindrical shape with a diameter of 17 mm and a length of 28 mm, and the mold base 1a has a 111-plane orientation in which the surface facing the glass is processed into a concave surface with a radius of curvature of 300 mm. The surface accuracy of the one coated with β-sic film 1b is
The optical mirror surface of 100 Å or less is processed using a diamond grindstone. 2 is the lower mold. The lower mold 2 is
Same material and shape as upper mold 1, 2a is the mold base, 2b
is a β-sic film with 111-plane orientation. 3
4 is a body shape of a sintered body of silicon carbide, and 4 is a glass to be formed. Next, a method for depositing a β-sic film having a 111-plane orientation on the mold substrates 1a and 2a of the embodiment will be described. Figure 2 shows the production of a mold used in the example (deposition of a β-sic film with 111-plane orientation).
FIG. 2 is an explanatory diagram of a CVD apparatus. Vertical quartz reaction tube 5
A gas supply system 6 is disposed on one side, and a vacuum exhaust system 7 is disposed on the other side. A carbon heater set inside the quartz reaction tube 5 is heated to a predetermined temperature by high frequency induction heating at 15 kW and 400 kHz, and the substrate (in this embodiment, the mold base 1a) is heated by indirect heating from the carbon heater. 8 is a work coil. The raw material gas in the gas supply system 6 passes through flowmeters 9a, 9b, and 9c, and enters the reaction tube 5 from the bottom.
However, the raw material bubbler 10 for SICL 4 is 20
It is set in a constant temperature bath 11 at ℃, and the raw material gas sicl 4
is carried into the reaction tube 5 by the H 2 gas passing through the channels 12 and 13. After sicl 4 , H 2 and C 3 H 8 are mixed in the mixer 14, they are introduced into the reaction tube 5, and a separate H 2 line (channel 15) is connected to keep the total amount of H 2 constant. Prepared and directly supplied to the quartz reaction tube 5. Exhaust air from the top of the reaction tube using oil rotary pumps (liquid shield type pumps) 16a, 16.
Perform by b. A trap 17 is provided between the oil rotary pumps 16a, 16b and the reaction tube 5 to remove unreacted SiCl 4 and reaction by-product HCl. Further, the pressure inside the reaction tube is controlled using a manometer 18.
sicl 4 + H 2 (sicl 4 :H 2 = 1:2 in molar ratio)
900ml/min and C 3 H 8 at 60ml/min each supply pipe 1
9, and supply H 2 at a rate of 450 ml/min from pipe 15.
Supplied from. Substrate heating temperature (Td) 1300℃~
1650℃, total furnace pressure (Ptot) 5Torr~300Torr
β-sic membrane was synthesized for 60 minutes. This synthesized β-
Table 1 shows the results of examining the orientation of the ejected surface of the SIC film by X-ray diffraction. In addition, in the figure, 20 is a valve, and 21 is 3
22 is a pressure reducing valve.
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
本発明によれば、１１１面配向性を有するβ−
sic膜を被着することから、型の研削・研磨時に
引つかき傷を生じ難いガラス成形型が得られる。
According to the present invention, β-
Since the SIC film is applied, a glass mold that is less prone to scratches during grinding and polishing of the mold can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は実施例の成形型の縦断面図、第２図は
実施例に用いたCVD装置の説明図である。
１ａ，２ａ……型基盤、１ｂ，２ｂ……１１１
面配向性を有するβ−sic膜。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a mold according to an example, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a CVD apparatus used in the example. 1a, 2a... mold base, 1b, 2b... 111
β-sic film with planar orientation.