JPH0445458B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0445458B2 JPH0445458B2 JP22506188A JP22506188A JPH0445458B2 JP H0445458 B2 JPH0445458 B2 JP H0445458B2 JP 22506188 A JP22506188 A JP 22506188A JP 22506188 A JP22506188 A JP 22506188A JP H0445458 B2 JPH0445458 B2 JP H0445458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- molding
- layer
- optical element
- glass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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
- 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
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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、光学素子成形用型に関する。
〔従来の技術〕
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。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。 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、実際には5000シヨツト以
上の成形を経ても初期性能を維持している。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記従来の光学素子成形用型は、径が
10mm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つた。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
温度によつ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。したがつて、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。これがシヨツ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つ
た。 本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされ
たものであつて、大径の光学素子を加熱プレスに
より成形する場合であつても、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。 〔課題を解決するための手段〕 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、前記最表層に三酸化二クロム（Cr2O3）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。
熱力学的に安定か否かは、標準生成Gibbs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。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。 表１に６種の物質の標準生成Gibbs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。
て所望の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。 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、実際には5000シヨツト以
上の成形を経ても初期性能を維持している。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかし、上記従来の光学素子成形用型は、径が
10mm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つた。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
温度によつ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。したがつて、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。これがシヨツ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つ
た。 本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされ
たものであつて、大径の光学素子を加熱プレスに
より成形する場合であつても、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。 〔課題を解決するための手段〕 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、前記最表層に三酸化二クロム（Cr2O3）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。
熱力学的に安定か否かは、標準生成Gibbs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。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。 表１に６種の物質の標準生成Gibbs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。
【表】
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Cr2O3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じる
ことがない。 〔実施例〕 （第１実施例） 超硬合金により型基材を形成し、径14mm、R46
に鏡面加工した成形面にCrN層をスパツタ法によ
り形成した。そのCrN層の膜厚は5000Åであつ
た。次に、その型を電気炉に入れ、大気中600℃
で２時間加熱し、CrN層の最表部を酸化させて
Cr2O3層とした。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、１
は型基材、２は成形面、３はCrN層、４はCr2O3
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、Cr2O3が生成されている。さらに、オージエ
電子分光の深さ方向分析の結果、Cr2O3層４の厚
さは約120Åであつた。 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
発生しなかつた。また、5000シヨツトの間に、フ
ツ酸をCr2O3層４の表面に接触させる試験を行つ
たが、何ら表面の劣化は認められなかつた。 （第２実施例） 超硬合金により型基材を形成し、径14mm、R46
に鏡面加工した成形面にCr層をイオンビームス
パツタ法により形成した。次に、そのCr層の上
にCrN層をイオンビームスパツタ法により形成し
た。Cr層とCrN層とを合わせた膜厚は5000Åで
あつた。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、N2ガス雰囲
気中600℃で４時間加熱し、CrN層の最表部を酸
化させてCr2O3層とした。このCr2O3層の厚さは
約60Åであつた。本実施例においては、N2ガス
雰囲気中で加熱を行うが、N2ガス雰囲気であつ
ても水分が含まれているため、その水分が酸化剤
となつてCr2O3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
生じなかつた。また、第１実施例の場合と同様に
フツ酸試験を行つたが、何ら表面劣化は認められ
なかつた。 （第３実施例） SiC焼結体により型基材を形成し、径18mm、
R120に鏡面加工した成形面にCrN層をイオンプ
レーテイング法により形成した。そのCrN層の膜
厚は7000Åであつた。次に、その型を電気炉に入
れ、Arガス雰囲気中700℃で２時間加熱し、CrN
層の最表部を酸化させてCr2O3層とした。この
Cr2O3層の厚さは約150Åであつた。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、Cr2O3
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Cr2O3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、Hv＝1500Kgf／mm2（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
かつた。 〔発明の効果〕 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Cr2O3により
形成しているので、大径の光学素子を成形する場
合であつても、離型性が良好でフツ酸によるガラ
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。
は、少なくとも成形面の最表層が、CrN等を酸化
してなるCr2O3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じる
ことがない。 〔実施例〕 （第１実施例） 超硬合金により型基材を形成し、径14mm、R46
に鏡面加工した成形面にCrN層をスパツタ法によ
り形成した。そのCrN層の膜厚は5000Åであつ
た。次に、その型を電気炉に入れ、大気中600℃
で２時間加熱し、CrN層の最表部を酸化させて
Cr2O3層とした。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、１
は型基材、２は成形面、３はCrN層、４はCr2O3
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、Cr2O3が生成されている。さらに、オージエ
電子分光の深さ方向分析の結果、Cr2O3層４の厚
さは約120Åであつた。 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
発生しなかつた。また、5000シヨツトの間に、フ
ツ酸をCr2O3層４の表面に接触させる試験を行つ
たが、何ら表面の劣化は認められなかつた。 （第２実施例） 超硬合金により型基材を形成し、径14mm、R46
に鏡面加工した成形面にCr層をイオンビームス
パツタ法により形成した。次に、そのCr層の上
にCrN層をイオンビームスパツタ法により形成し
た。Cr層とCrN層とを合わせた膜厚は5000Åで
あつた。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、N2ガス雰囲
気中600℃で４時間加熱し、CrN層の最表部を酸
化させてCr2O3層とした。このCr2O3層の厚さは
約60Åであつた。本実施例においては、N2ガス
雰囲気中で加熱を行うが、N2ガス雰囲気であつ
ても水分が含まれているため、その水分が酸化剤
となつてCr2O3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
生じなかつた。また、第１実施例の場合と同様に
フツ酸試験を行つたが、何ら表面劣化は認められ
なかつた。 （第３実施例） SiC焼結体により型基材を形成し、径18mm、
R120に鏡面加工した成形面にCrN層をイオンプ
レーテイング法により形成した。そのCrN層の膜
厚は7000Åであつた。次に、その型を電気炉に入
れ、Arガス雰囲気中700℃で２時間加熱し、CrN
層の最表部を酸化させてCr2O3層とした。この
Cr2O3層の厚さは約150Åであつた。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、Cr2O3
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Cr2O3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、Hv＝1500Kgf／mm2（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
かつた。 〔発明の効果〕 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Cr2O3により
形成しているので、大径の光学素子を成形する場
合であつても、離型性が良好でフツ酸によるガラ
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
例を示す縦断面図、第２図は第１図に示す光学素
子成形用型のＸ線回折結果を示すチヤートであ
る。 １…型基材、２…成形面、３…CrN層、４…
Cr2O3層。
例を示す縦断面図、第２図は第１図に示す光学素
子成形用型のＸ線回折結果を示すチヤートであ
る。 １…型基材、２…成形面、３…CrN層、４…
Cr2O3層。
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
記最表層に三酸化二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 JPH0274531A (ja) | 1990-03-14 |
| JPH0445458B2 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JP2612627B2 (ja) * | 1990-01-22 | 1997-05-21 | キヤノン株式会社 | 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 |
| JP5042769B2 (ja) * | 2007-10-18 | 2012-10-03 | オリンパス株式会社 | 光学素子成形用金型の製造方法、及び光学素子成形用金型 |
-
1988
- 1988-09-08 JP JP22506188A patent/JPH0274531A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0274531A (ja) | 1990-03-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080724 Year of fee payment: 16 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |