JPH10324529A - ガラス成形用金型 - Google Patents
ガラス成形用金型Info
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- JPH10324529A JPH10324529A JP13204297A JP13204297A JPH10324529A JP H10324529 A JPH10324529 A JP H10324529A JP 13204297 A JP13204297 A JP 13204297A JP 13204297 A JP13204297 A JP 13204297A JP H10324529 A JPH10324529 A JP H10324529A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 繰り返しガラス成形を行っても従来のような
保護膜剥離といったことが問題とならない耐久性に優れ
たガラス成形用金型を提供すること。 【解決手段】 窒素雰囲気で処理することにより得られ
るガラス成形用金型。
保護膜剥離といったことが問題とならない耐久性に優れ
たガラス成形用金型を提供すること。 【解決手段】 窒素雰囲気で処理することにより得られ
るガラス成形用金型。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス成形用金型、
さらに詳しくは光学レンズをリヒートプレス法で製造す
るに適したガラス成形用金型に関する。
さらに詳しくは光学レンズをリヒートプレス法で製造す
るに適したガラス成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から各種のガラス成形用金型が提案
されており、いずれの金型も離型性を良好にして金型寿
命を延ばすためにその表面に保護膜を設けることが通常
行われている。その保護膜の材料には高温の成形環境下
で化学的に安定であり、かつガラスと反応しないものが
使用される。そのようなものとして、窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ）、硬質炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）等が有効であるといわれている。
されており、いずれの金型も離型性を良好にして金型寿
命を延ばすためにその表面に保護膜を設けることが通常
行われている。その保護膜の材料には高温の成形環境下
で化学的に安定であり、かつガラスと反応しないものが
使用される。そのようなものとして、窒化ホウ素（Ｂ
Ｎ）、硬質炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）等が有効であるといわれている。
【０００３】例えば、特公平３−６１６１７号公報に
は、「セラミックよりなる基体の一部または全面にＳｉ
Ｃを被覆し、その上に窒化物をさらに被覆してなる光学
素子成形用型、・・・窒化物は・・・ＢＮ・・・」と記
載されている。また、特公平４−６１８１６号公報で
は、「・・・硬質炭素膜を基板材料上に形成する・・・
基板材料が炭化珪素焼結体である・・・」と記載されて
いる。
は、「セラミックよりなる基体の一部または全面にＳｉ
Ｃを被覆し、その上に窒化物をさらに被覆してなる光学
素子成形用型、・・・窒化物は・・・ＢＮ・・・」と記
載されている。また、特公平４−６１８１６号公報で
は、「・・・硬質炭素膜を基板材料上に形成する・・・
基板材料が炭化珪素焼結体である・・・」と記載されて
いる。
【０００４】金型母材の表面に保護膜を形成する場合、
前述の窒化ホウ素、硬質炭素、ダイヤモンドライクカー
ボン等の保護膜と母材との密着性を高めるために、それ
らの保護膜形成にはそれぞれにそれ相応の工夫がこらさ
れている。
前述の窒化ホウ素、硬質炭素、ダイヤモンドライクカー
ボン等の保護膜と母材との密着性を高めるために、それ
らの保護膜形成にはそれぞれにそれ相応の工夫がこらさ
れている。
【０００５】特公平３−６１６１７号公報では、炭化珪
素（ＳｉＣ）被膜を介して化学蒸着法（ＣＶＤ法）やレ
ーザー蒸着法で窒化ホウ素膜を作製している。特公平４
−６１８１６号公報では一般的なスパッタ法を使用して
いるものの基板温度２５０〜４５０℃でアルゴンでスパ
ッタする。また炭化珪素被膜を介することも述べられて
いる。
素（ＳｉＣ）被膜を介して化学蒸着法（ＣＶＤ法）やレ
ーザー蒸着法で窒化ホウ素膜を作製している。特公平４
−６１８１６号公報では一般的なスパッタ法を使用して
いるものの基板温度２５０〜４５０℃でアルゴンでスパ
ッタする。また炭化珪素被膜を介することも述べられて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記開
示の技術はいずれも母材の型表面に保護膜を設けている
構成を採るものである。そのような構成ではガラス成形
を繰り返すと、保護膜がガラスに融着し剥離してしまい
耐久性に乏しいという問題が生じる。また上記のように
種々製造条件に限定が付されると、金型作製を煩わしく
させるのみならず、製造費のコストアップにつながる。
示の技術はいずれも母材の型表面に保護膜を設けている
構成を採るものである。そのような構成ではガラス成形
を繰り返すと、保護膜がガラスに融着し剥離してしまい
耐久性に乏しいという問題が生じる。また上記のように
種々製造条件に限定が付されると、金型作製を煩わしく
させるのみならず、製造費のコストアップにつながる。
【０００７】本発明は、従来のように金型母材の型表面
に保護膜を別途形成するのではなく、型母材表面そのも
のを改質することにより、繰り返しガラス成形を行って
も従来のような保護膜剥離といったことが問題となるこ
ともない、耐久性に優れたガラス成形用金型を提供する
ことを目的とする。
に保護膜を別途形成するのではなく、型母材表面そのも
のを改質することにより、繰り返しガラス成形を行って
も従来のような保護膜剥離といったことが問題となるこ
ともない、耐久性に優れたガラス成形用金型を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は窒素
雰囲気で処理することにより得られるガラス成形用金型
に関する。本発明の処理が可能なガラス成形用金型の母
材としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、超硬合金（ＷＣ−Ｃ
ｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系他、遷移元素系列の炭化物
と鉄族金属を配合した後、焼結させて製造される合
金）、硬質炭素（Ｃ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、チタン
（ＴｉＯ）、ステンレス（ＳＵＳ３０４他）等が挙げら
れるが、炭化珪素及び超硬合金に最も好適である。
雰囲気で処理することにより得られるガラス成形用金型
に関する。本発明の処理が可能なガラス成形用金型の母
材としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、超硬合金（ＷＣ−Ｃ
ｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系他、遷移元素系列の炭化物
と鉄族金属を配合した後、焼結させて製造される合
金）、硬質炭素（Ｃ）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、チタン
（ＴｉＯ）、ステンレス（ＳＵＳ３０４他）等が挙げら
れるが、炭化珪素及び超硬合金に最も好適である。
【０００９】本発明においては上記したガラス成形用金
型母材を窒素雰囲気で処理する。処理は例えば窒素の圧
力０．７×１０5Ｐａ〜４×１０5Ｐａ、好ましくは０．
８×１０5Ｐａ〜２×１０5Ｐａとし、温度１２００〜１
８００℃、好ましくは１４００〜１６００℃の環境下に
１〜１０時間放置することにより熱処理を行ってもよい
し、窒素圧力０．５〜１０Ｐａの範囲で１００〜５００
Ｗの窒素プラズマ処理を室温〜５００℃で１〜５時間程
度行う。
型母材を窒素雰囲気で処理する。処理は例えば窒素の圧
力０．７×１０5Ｐａ〜４×１０5Ｐａ、好ましくは０．
８×１０5Ｐａ〜２×１０5Ｐａとし、温度１２００〜１
８００℃、好ましくは１４００〜１６００℃の環境下に
１〜１０時間放置することにより熱処理を行ってもよい
し、窒素圧力０．５〜１０Ｐａの範囲で１００〜５００
Ｗの窒素プラズマ処理を室温〜５００℃で１〜５時間程
度行う。
【００１０】上記のような窒素雰囲気での処理を行う
と、例えば金型の母材が炭化珪素の場合、最表面層の一
部が主として窒化珪素に転換している。金型母材が超硬
合金の場合、最表面層の一部が窒化タングステンに転換
している。これらはいずれも、窒素雰囲気で処理する事
で母材そのものを連続的に変性、変質させることから、
従来の保護膜という形態では存在せず、したがって、従
来のように母材から保護膜が剥離するという現象が生じ
ず、耐久性に優れたガラス成形用金型とすることができ
る。表面の表層部は窒化珪素または窒化タングステンで
構成されているからガラスとの離型性に優れていること
はいうまでもない。
と、例えば金型の母材が炭化珪素の場合、最表面層の一
部が主として窒化珪素に転換している。金型母材が超硬
合金の場合、最表面層の一部が窒化タングステンに転換
している。これらはいずれも、窒素雰囲気で処理する事
で母材そのものを連続的に変性、変質させることから、
従来の保護膜という形態では存在せず、したがって、従
来のように母材から保護膜が剥離するという現象が生じ
ず、耐久性に優れたガラス成形用金型とすることができ
る。表面の表層部は窒化珪素または窒化タングステンで
構成されているからガラスとの離型性に優れていること
はいうまでもない。
【００１１】以上のようにして得られる本発明のガラス
成形用金型はガラス成形、例えば光学レンズ製造に好適
に用いられ、リヒートプレスを繰り返し良好な光学レン
ズを容易に作製することができる。
成形用金型はガラス成形、例えば光学レンズ製造に好適
に用いられ、リヒートプレスを繰り返し良好な光学レン
ズを容易に作製することができる。
【００１２】
【実施例】母材が炭化珪素の金型を、窒素圧力２Ｐａの
圧力下に、３００Ｗの窒素プラズマ処理を１８００分間
行った。
圧力下に、３００Ｗの窒素プラズマ処理を１８００分間
行った。
【００１３】比較例として、マグネトロンスパッタ法で
保護膜として３０００Åの膜厚の窒化珪素膜を設けた金
型を準備した。
保護膜として３０００Åの膜厚の窒化珪素膜を設けた金
型を準備した。
【００１４】これらの金型をオージェ（Ａｕｇｅｒ）分
析で深さ方向に分析した。本発明の金型は表面から３０
００Åあたりまで窒素濃度が型表面の約４１ａｔｏｍｉ
ｃ％から連続的に内部に向かって減少し、炭素濃度が型
表面での２１ａｔｏｍｉｃ％から連続的に内部に向かっ
て増加した構造であり、それより深いところは母材の炭
化珪素（ＳｉＣ）構成成分が主成分になっていた。本発
明金型の表面分析結果を図１に示す。
析で深さ方向に分析した。本発明の金型は表面から３０
００Åあたりまで窒素濃度が型表面の約４１ａｔｏｍｉ
ｃ％から連続的に内部に向かって減少し、炭素濃度が型
表面での２１ａｔｏｍｉｃ％から連続的に内部に向かっ
て増加した構造であり、それより深いところは母材の炭
化珪素（ＳｉＣ）構成成分が主成分になっていた。本発
明金型の表面分析結果を図１に示す。
【００１５】一方、比較例の金型は、表面から約２８０
０Åの深さまでが窒化珪素（ＳｉＮ）構成成分で構成さ
れ、約２００Å程度の深さにおける窒素、珪素、炭素原
子混合領域を経た後、母材の炭化珪素（ＳｉＣ）の構成
成分で構成されていた。
０Åの深さまでが窒化珪素（ＳｉＮ）構成成分で構成さ
れ、約２００Å程度の深さにおける窒素、珪素、炭素原
子混合領域を経た後、母材の炭化珪素（ＳｉＣ）の構成
成分で構成されていた。
【００１６】本発明および比較例の金型を用いてガラス
成形を行った。ガラスの素材としてシリカホウ酸ランタ
ン系ガラス（転移点：６２３℃）を用いて、リヒートプ
レス法によって成形を繰り返し金型の耐久性を調べた。
成形は、窒素雰囲気下、成形温度６７０℃、圧力５０ｋ
ｇ／ｃｍ2、加圧時間３０秒で行い、該加圧成形を繰り
返した。結果を表１に示す。
成形を行った。ガラスの素材としてシリカホウ酸ランタ
ン系ガラス（転移点：６２３℃）を用いて、リヒートプ
レス法によって成形を繰り返し金型の耐久性を調べた。
成形は、窒素雰囲気下、成形温度６７０℃、圧力５０ｋ
ｇ／ｃｍ2、加圧時間３０秒で行い、該加圧成形を繰り
返した。結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１からわかるように、本発明の金型は、
５０００ショットの成形を繰り返した後もほとんど変化
はなく良好であった。しかし比較例の金型は、８１６シ
ョットで母材から窒化珪素膜が剥離しガラスと融着が発
生した。
５０００ショットの成形を繰り返した後もほとんど変化
はなく良好であった。しかし比較例の金型は、８１６シ
ョットで母材から窒化珪素膜が剥離しガラスと融着が発
生した。
【００１９】以上から、本発明の金型はガラスからの離
型性がよく、ガラスと融着しにくく、耐久性に優れたも
のであることが確認された。
型性がよく、ガラスと融着しにくく、耐久性に優れたも
のであることが確認された。
【００２０】
【発明の効果】本発明のガラス成形用金型は離型性、耐
久性に優れている。
久性に優れている。
【図１】 本発明のガラス成形金型母材表面のオージェ
分析結果を示すグラフ。
分析結果を示すグラフ。
Claims (3)
- 【請求項１】 窒素雰囲気で処理することにより得られ
るガラス成形用金型。 - 【請求項２】 窒素原子濃度が型表面から連続的に内部
に向かって減少することを特徴とする請求項１記載のガ
ラス成形用金型。 - 【請求項３】 金型の母材が炭化珪素または超硬合金で
ある請求項１記載のガラス成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13204297A JPH10324529A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ガラス成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13204297A JPH10324529A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ガラス成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10324529A true JPH10324529A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15072160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13204297A Pending JPH10324529A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ガラス成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10324529A (ja) |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP13204297A patent/JPH10324529A/ja active Pending
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