JPH0367976B2 - - Google Patents
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- JPH0367976B2 JPH0367976B2 JP27872286A JP27872286A JPH0367976B2 JP H0367976 B2 JPH0367976 B2 JP H0367976B2 JP 27872286 A JP27872286 A JP 27872286A JP 27872286 A JP27872286 A JP 27872286A JP H0367976 B2 JPH0367976 B2 JP H0367976B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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-
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (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)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガラスをプレス成形するための成形
型に関し、特に、プレス成形後に研磨を必要とし
ない高精度のガラス成形体に成形するための成形
型に関する。 〔従来の技術〕 一般に、プレス成形によるガラスの成形では、
所定の表面形状（例えば球面または非球面）に仕
上げた表面層を有する成形型内に、予め軟化させ
た被成形ガラスを入れ（または被成形ガラスを成
形型に入れてから加熱・軟化させ）、この成形型
に所定の圧力を加えることによつて、成形型の表
面層が被成形ガラスに転写される。したがつて、
成形型は、その表面層の形状がガラス成形体の表
面形状としてそのまま転写されることから、その
表面層に気孔等の欠陥がなく、緻密で鏡面状に精
密加工することができ、かつ高温において十分な
硬度および強度を保てる等の要件を満たすことが
求められる。 このような成形型の材料としては、従来、シリ
コンカーバイド（SiC）やシリコンナイトライド
（Si3N4）（特開昭52−45613号公報）、タングステ
ンカーバイド（特開昭56−59641号公報）、酸化ジ
ルコニウム（ZrO2）を基盤材料とし、その上に
白金−ロジウム（Pt−Rh）合金または白金−イ
リジウム（Pt−Ir）合金のコーテイング膜を形成
したもの（特開昭60−176930号公報）が提案され
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、シリコンカーバイドやシリコンナイト
ライドを表面層とする成形型は、緻密で、かつ硬
度および強度の点ですぐれているものの、被成形
ガラスに鉛を多量に含有する重フリント系光学ガ
ラスを使用した場合、鉛との化学反応性が高く、
高精度のガラス成形体に成形することが困難とな
る。 次に、タングステンカーバイドの成形型は、加
工性にすぐれるが、高温下で酸化しやすく、型表
面が肌荒れを起こし、光学表面を保持することが
できない。また、被成形ガラスと反応しやすい問
題もあつた。 また、白金−ロジウムまたは白金−イリジウム
の合金のコーテイング膜を形成したものは、被成
形ガラスとの化学作用を起こさないことが利点と
して挙げられているが、本発明者らの実験によれ
ば、ガラス成形体との離型性がプレス成型開始当
初から悪いという問題があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明による第１のガラス成形体の成形型は、
成形型の表面層を白金（Pt）を主成分とし、ニ
ツケル（Ni）を５〜45wt％含有する少なくとも
２成分からなる物質により形成したものである。 本発明による第２のガラス成形体の成形型は、
上述した表面層を用いるとともに、この表面層と
下地の基盤との間に、ニツケル（Ni）、チタン
（Ti）、クロム（Cr）、モリブデン（Mo）、コバル
ト（Co）、チタンナイトライド（TiN）、チタン
カーバイド（TiC）およびこれらの混合物のうち
から選択された少なくとも１つを含む中間層を介
在させたものである。 これらの表面層や中間層は、所定形状に加工さ
れた基盤上にスパツタリング法、イオンプレーテ
イング法などにより形成される。膜厚は0.05〜
10μｍ程度が好ましい。薄すぎると均一な膜が得
にくく、厚すぎると成膜時間を長くするのみなら
ず、プレス成形時に圧力・温度等のプレス成形条
件によつては変形しやすくなる。 なお、表面層材料として、ニツケルの他に、イ
リジウム（Ir）、ロジウム（Rh）、および金
（Au）なでを加えれば、一層高温のプレスでの使
用に耐えるようになる。 成形型の基盤材料については、基盤として一般
に要求される硬度、強度および耐熱性等を満足す
るものであれば特に限定されず、ステンレス鋼、
タングステンカーバイド（WC）、酸化ジルコニ
ウム（ZrO2）、サーメツト、シリコンカーバイド
（SiC）およびシリコンナイトライド（Si3N4）な
どが使用可能である。また、プレス成形時の圧力
が変形が問題にならない程度であれば、この基盤
材料は、上述した表面層や中間層の各物質と同一
の合金等を用いてもよい。 〔作用〕 本発明の成形型の表面層は、緻密性、硬度、強
度、加工性および耐化学反応性のそれぞれにおい
て良好であるばかりでなく、プレス成形されたガ
ラス成形体との離形性も良好になる。すなわち、
主成分（50wt％以上）の白金に対してニツケル
を含有させることにより、特にガラス成形体との
離形性を向上させることができる。その含有率を
５〜45（好ましくは10〜40）wt％としたのは、ニ
ツケルが5wt％未満では硬度が低くなり傷が発生
しやすく、またプレス成形後のガラス成形体との
離型性を改善する効果が十分に得られにくく、一
方、45wt％を越えると、プレス成形時にニツケ
ルがガラス成形体に拡散しやすくなるためであ
る。 また、中間層は基盤と表面層との親和性を高
め、型寿命を長くする作用を有する。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す成形型の断面
図である。成形型は、上型１と下型２とから構成
される。上型１と下型２とは、それぞれその外周
面が案内型３の内周面上を滑動するように、案内
型３の内部に配置されている。これらの上型１お
よび下型２は、それぞれ基盤１ａと表面層１ｂお
よび基盤２ａと表面層２ｂからなり、表面層１
ｂ，２ｂを相互に対向させて配置してある。 基盤１ａ，２ａは、焼結時にHIP処理を施して
緻密にしたタングステンカーバイドを用い、これ
を円柱状（直径18mm、高さ28mm）に加工し、その
一端面を凹球面状に研削し、最終仕上げとしてダ
イヤモンド砥石により高精度の光学鏡面に研磨
し、それぞれ所定の曲率半径（32mm）の凹球面に
加工した。この凹球面の面粗さは100Å以下であ
つた。 この基盤１ａ，２ａの凹球面に対し、スパツタ
リング装置を用い、表に示した実施例１〜10の物
質組成のターゲツトを使用し、所定の成膜条件で
所定の厚さの表面層１ｂ，２ｂを形成した。な
お、その際、基盤１ａ，２ａと表面層１ｂ，２ｂ
との密着性を一層強固にするために、表面層１
ｂ，２ｂの成膜に先立つて、逆スパツタリングに
より基盤１ａ，２ａの各表面を清浄化することは
有効である。 例えば、実施例１ではターゲツトが白金
（95wt％）−ニツケル（5wt％）合金、膜厚が0.5μ
ｍであり、そのときの成膜条件はアルゴンガス圧
１×10-8Torr、成膜速度500Å／minであつた。
成膜条件は、実施例２〜10についてもほぼ同様で
あつた。 なお、案内型３は、本実施例では上型・下型の
基盤１ａ，２ａと同様のタングステンカーバイド
で構成されている。 第２図に、本発明の他の実施例を示す成形型の
断面図である。本実施例の上型１′および下型
２′は、それぞれ基盤１ａと表面層１ｂとの間お
よび基盤２ａと表面層２ｂとの間に、第１中間層
１ｃと第２中間層１ｄおよび第１中間層２ｃと第
２中間層２ｄが介在させてある点で、第１図の上
型１および下型２と相違するが、その他は構造上
同一である。中間層は、２層図示したが、１層の
みまたは３層以上にしてもよい。表に、中間層を
１層のみとした例を実施例11〜13、16〜19および
21として示し、中間層を２層とした例を実施例
14、15および20として示した。 これらの中間層および表面層は、例えば実施例
11では、基盤１ａ，２ａをイオンエツチングした
後、イオンプレーテイング法により、所定の成膜
条件（真空度５×10-5Torr、成膜速度300Å／
min、基盤電圧−300V）でチタンからなる第１
中間層１ｃ，２ｃ（膜厚0.05μｍ）を成膜した後、
その上に、スパツタリング法により白金（95wt
％）−ニツケル（5wt％）合金をターゲツトとし、
所定の成膜条件（アルゴンガス圧１×10-8Torr、
成膜速度500Å／min）で表面層１ｂ，２ｂ（膜厚
3.0μｍ）を成膜することにより形成した。 また、実施例20においては、基盤１ａ，２ａを
イオンエツチングした後、その凹球面上にイオン
プレーテイング法により、所定の成膜条件（チツ
素ガス圧５×10-4Torr、成膜速度300Å／min、
基盤電圧−300V）でチタンナイトライドからな
る第２中間層１ｄ，２ｄ（膜厚0.3μｍ）を成膜し
た。次いで、スパツタリング法により所定の成膜
条件（アルゴンガス圧１×10-8Torr、成膜速度
400Å／min）でニツケルからなる第１中間層１
ｃ，２ｃ（膜厚0.05μｍ）を成膜し、引続き同様の
方法により、白金（80wt％）−ニツケル（10wt
％）−イリジウム（10wt％）合金をターゲツトと
し、所定の成膜条件（アルゴンガス圧１×
10-8Torr、成膜速度500Å／min）で表面層１ｂ，
２ｂ（膜厚1.0μｍ）を成膜した。 その他の実施例も、これらとほぼ同様の方法に
より中間層および表面層を形成した。
型に関し、特に、プレス成形後に研磨を必要とし
ない高精度のガラス成形体に成形するための成形
型に関する。 〔従来の技術〕 一般に、プレス成形によるガラスの成形では、
所定の表面形状（例えば球面または非球面）に仕
上げた表面層を有する成形型内に、予め軟化させ
た被成形ガラスを入れ（または被成形ガラスを成
形型に入れてから加熱・軟化させ）、この成形型
に所定の圧力を加えることによつて、成形型の表
面層が被成形ガラスに転写される。したがつて、
成形型は、その表面層の形状がガラス成形体の表
面形状としてそのまま転写されることから、その
表面層に気孔等の欠陥がなく、緻密で鏡面状に精
密加工することができ、かつ高温において十分な
硬度および強度を保てる等の要件を満たすことが
求められる。 このような成形型の材料としては、従来、シリ
コンカーバイド（SiC）やシリコンナイトライド
（Si3N4）（特開昭52−45613号公報）、タングステ
ンカーバイド（特開昭56−59641号公報）、酸化ジ
ルコニウム（ZrO2）を基盤材料とし、その上に
白金−ロジウム（Pt−Rh）合金または白金−イ
リジウム（Pt−Ir）合金のコーテイング膜を形成
したもの（特開昭60−176930号公報）が提案され
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、シリコンカーバイドやシリコンナイト
ライドを表面層とする成形型は、緻密で、かつ硬
度および強度の点ですぐれているものの、被成形
ガラスに鉛を多量に含有する重フリント系光学ガ
ラスを使用した場合、鉛との化学反応性が高く、
高精度のガラス成形体に成形することが困難とな
る。 次に、タングステンカーバイドの成形型は、加
工性にすぐれるが、高温下で酸化しやすく、型表
面が肌荒れを起こし、光学表面を保持することが
できない。また、被成形ガラスと反応しやすい問
題もあつた。 また、白金−ロジウムまたは白金−イリジウム
の合金のコーテイング膜を形成したものは、被成
形ガラスとの化学作用を起こさないことが利点と
して挙げられているが、本発明者らの実験によれ
ば、ガラス成形体との離型性がプレス成型開始当
初から悪いという問題があつた。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明による第１のガラス成形体の成形型は、
成形型の表面層を白金（Pt）を主成分とし、ニ
ツケル（Ni）を５〜45wt％含有する少なくとも
２成分からなる物質により形成したものである。 本発明による第２のガラス成形体の成形型は、
上述した表面層を用いるとともに、この表面層と
下地の基盤との間に、ニツケル（Ni）、チタン
（Ti）、クロム（Cr）、モリブデン（Mo）、コバル
ト（Co）、チタンナイトライド（TiN）、チタン
カーバイド（TiC）およびこれらの混合物のうち
から選択された少なくとも１つを含む中間層を介
在させたものである。 これらの表面層や中間層は、所定形状に加工さ
れた基盤上にスパツタリング法、イオンプレーテ
イング法などにより形成される。膜厚は0.05〜
10μｍ程度が好ましい。薄すぎると均一な膜が得
にくく、厚すぎると成膜時間を長くするのみなら
ず、プレス成形時に圧力・温度等のプレス成形条
件によつては変形しやすくなる。 なお、表面層材料として、ニツケルの他に、イ
リジウム（Ir）、ロジウム（Rh）、および金
（Au）なでを加えれば、一層高温のプレスでの使
用に耐えるようになる。 成形型の基盤材料については、基盤として一般
に要求される硬度、強度および耐熱性等を満足す
るものであれば特に限定されず、ステンレス鋼、
タングステンカーバイド（WC）、酸化ジルコニ
ウム（ZrO2）、サーメツト、シリコンカーバイド
（SiC）およびシリコンナイトライド（Si3N4）な
どが使用可能である。また、プレス成形時の圧力
が変形が問題にならない程度であれば、この基盤
材料は、上述した表面層や中間層の各物質と同一
の合金等を用いてもよい。 〔作用〕 本発明の成形型の表面層は、緻密性、硬度、強
度、加工性および耐化学反応性のそれぞれにおい
て良好であるばかりでなく、プレス成形されたガ
ラス成形体との離形性も良好になる。すなわち、
主成分（50wt％以上）の白金に対してニツケル
を含有させることにより、特にガラス成形体との
離形性を向上させることができる。その含有率を
５〜45（好ましくは10〜40）wt％としたのは、ニ
ツケルが5wt％未満では硬度が低くなり傷が発生
しやすく、またプレス成形後のガラス成形体との
離型性を改善する効果が十分に得られにくく、一
方、45wt％を越えると、プレス成形時にニツケ
ルがガラス成形体に拡散しやすくなるためであ
る。 また、中間層は基盤と表面層との親和性を高
め、型寿命を長くする作用を有する。 〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例を示す成形型の断面
図である。成形型は、上型１と下型２とから構成
される。上型１と下型２とは、それぞれその外周
面が案内型３の内周面上を滑動するように、案内
型３の内部に配置されている。これらの上型１お
よび下型２は、それぞれ基盤１ａと表面層１ｂお
よび基盤２ａと表面層２ｂからなり、表面層１
ｂ，２ｂを相互に対向させて配置してある。 基盤１ａ，２ａは、焼結時にHIP処理を施して
緻密にしたタングステンカーバイドを用い、これ
を円柱状（直径18mm、高さ28mm）に加工し、その
一端面を凹球面状に研削し、最終仕上げとしてダ
イヤモンド砥石により高精度の光学鏡面に研磨
し、それぞれ所定の曲率半径（32mm）の凹球面に
加工した。この凹球面の面粗さは100Å以下であ
つた。 この基盤１ａ，２ａの凹球面に対し、スパツタ
リング装置を用い、表に示した実施例１〜10の物
質組成のターゲツトを使用し、所定の成膜条件で
所定の厚さの表面層１ｂ，２ｂを形成した。な
お、その際、基盤１ａ，２ａと表面層１ｂ，２ｂ
との密着性を一層強固にするために、表面層１
ｂ，２ｂの成膜に先立つて、逆スパツタリングに
より基盤１ａ，２ａの各表面を清浄化することは
有効である。 例えば、実施例１ではターゲツトが白金
（95wt％）−ニツケル（5wt％）合金、膜厚が0.5μ
ｍであり、そのときの成膜条件はアルゴンガス圧
１×10-8Torr、成膜速度500Å／minであつた。
成膜条件は、実施例２〜10についてもほぼ同様で
あつた。 なお、案内型３は、本実施例では上型・下型の
基盤１ａ，２ａと同様のタングステンカーバイド
で構成されている。 第２図に、本発明の他の実施例を示す成形型の
断面図である。本実施例の上型１′および下型
２′は、それぞれ基盤１ａと表面層１ｂとの間お
よび基盤２ａと表面層２ｂとの間に、第１中間層
１ｃと第２中間層１ｄおよび第１中間層２ｃと第
２中間層２ｄが介在させてある点で、第１図の上
型１および下型２と相違するが、その他は構造上
同一である。中間層は、２層図示したが、１層の
みまたは３層以上にしてもよい。表に、中間層を
１層のみとした例を実施例11〜13、16〜19および
21として示し、中間層を２層とした例を実施例
14、15および20として示した。 これらの中間層および表面層は、例えば実施例
11では、基盤１ａ，２ａをイオンエツチングした
後、イオンプレーテイング法により、所定の成膜
条件（真空度５×10-5Torr、成膜速度300Å／
min、基盤電圧−300V）でチタンからなる第１
中間層１ｃ，２ｃ（膜厚0.05μｍ）を成膜した後、
その上に、スパツタリング法により白金（95wt
％）−ニツケル（5wt％）合金をターゲツトとし、
所定の成膜条件（アルゴンガス圧１×10-8Torr、
成膜速度500Å／min）で表面層１ｂ，２ｂ（膜厚
3.0μｍ）を成膜することにより形成した。 また、実施例20においては、基盤１ａ，２ａを
イオンエツチングした後、その凹球面上にイオン
プレーテイング法により、所定の成膜条件（チツ
素ガス圧５×10-4Torr、成膜速度300Å／min、
基盤電圧−300V）でチタンナイトライドからな
る第２中間層１ｄ，２ｄ（膜厚0.3μｍ）を成膜し
た。次いで、スパツタリング法により所定の成膜
条件（アルゴンガス圧１×10-8Torr、成膜速度
400Å／min）でニツケルからなる第１中間層１
ｃ，２ｃ（膜厚0.05μｍ）を成膜し、引続き同様の
方法により、白金（80wt％）−ニツケル（10wt
％）−イリジウム（10wt％）合金をターゲツトと
し、所定の成膜条件（アルゴンガス圧１×
10-8Torr、成膜速度500Å／min）で表面層１ｂ，
２ｂ（膜厚1.0μｍ）を成膜した。 その他の実施例も、これらとほぼ同様の方法に
より中間層および表面層を形成した。
本発明によれば、成形型の表面層を、白金を主
成分とし、ニツケルを５〜45wt％含有する少な
くとも２成分からなる物質で形成したことによ
り、緻密性、硬度および強度ならびに耐化学反応
性のそれぞれにおいて良好な結果が得られるとと
もに、ガラス成形体との離型性も向上する。
成分とし、ニツケルを５〜45wt％含有する少な
くとも２成分からなる物質で形成したことによ
り、緻密性、硬度および強度ならびに耐化学反応
性のそれぞれにおいて良好な結果が得られるとと
もに、ガラス成形体との離型性も向上する。
第１図は本発明の一実施例を示す成形型の断面
図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図、
第３図はプレス成形機の構成例を示す断面図であ
る。 １，１′……上型、１ａ，２ａ……基盤、１ｂ，
２ｂ……表面層、１ｃ，１ｄ，２ｃ，２ｄ……中
間層、２，２′……下型。
図、第２図は本発明の他の実施例を示す断面図、
第３図はプレス成形機の構成例を示す断面図であ
る。 １，１′……上型、１ａ，２ａ……基盤、１ｂ，
２ｂ……表面層、１ｃ，１ｄ，２ｃ，２ｄ……中
間層、２，２′……下型。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基盤および表面層を備え、表面層の形状がプ
レス成形により被成形ガラスに転写されてガラス
成形体を成形する成形型において、表面層が、白
金（Pt）を主成分とし、ニツケル（Ni）を５〜
45wt％が含有する少なくとも２成分からなる物
質で形成されていることを特徴とするガラス成形
体の成形型。 ２ 基盤、表面層およびこれら基盤と表面層との
間に位置する中間層を備え、表面層の形状がプレ
ス成形により被成形ガラスに転写されてガラス成
形体を成形する成形型において、表面層が、白金
（Pt）を主成分とし、ニツケル（Ni）を５〜45wt
％含有する少なくとも２成分からなる物質で形成
され、かつ中間層が、ニツケル（Ni）、チタン
（Ti）、クロム（Cr）、モリブデン（Mo）、コバル
ト（Co）、チタンナイトライド（TiN）、チタン
カーバイド（TiC）およびこれらの混合物から選
択された少なくとも１つを含む物質で形成されて
いることを特徴とするガラス成形体の成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27872286A JPS63134526A (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | ガラス成形体の成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27872286A JPS63134526A (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | ガラス成形体の成形型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63134526A JPS63134526A (ja) | 1988-06-07 |
| JPH0367976B2 true JPH0367976B2 (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=17601285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27872286A Granted JPS63134526A (ja) | 1986-11-25 | 1986-11-25 | ガラス成形体の成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63134526A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1428801B1 (en) * | 2002-12-13 | 2016-03-23 | Sumita Optical Glass, Inc. | A coated moulding die for producing an optical glass element |
-
1986
- 1986-11-25 JP JP27872286A patent/JPS63134526A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63134526A (ja) | 1988-06-07 |
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