JP2583574B2 - ガラス光学素子の成形用型 - Google Patents
ガラス光学素子の成形用型Info
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- JP2583574B2 JP2583574B2 JP63137152A JP13715288A JP2583574B2 JP 2583574 B2 JP2583574 B2 JP 2583574B2 JP 63137152 A JP63137152 A JP 63137152A JP 13715288 A JP13715288 A JP 13715288A JP 2583574 B2 JP2583574 B2 JP 2583574B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical element
- molding die
- intermediate layer
- molding
- mold
- 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.)
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- 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
- C03B2215/22—Non-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
- C03B2215/30—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material
- C03B2215/34—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material of ceramic or cermet material, e.g. diamond-like carbon
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- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス光学素子の成形用型に関する。
近年、レンズ，プリズム，フィルタ等の光学素子の製
造方法として、研削，研磨等を行わずに、高い面精度の
一対の成形用型間に加熱，軟化した光学素子のガラス素
材を挿入配置し、これをプレスするだけで光学素子を得
るプレス成形が行われている。
造方法として、研削，研磨等を行わずに、高い面精度の
一対の成形用型間に加熱，軟化した光学素子のガラス素
材を挿入配置し、これをプレスするだけで光学素子を得
るプレス成形が行われている。
従来、上記プレス成形で用いられる成形用型として
は、例えば特公昭62−28093号公報に開示されるような
ものが知られている。この成形用型は、金属とセラミッ
クスとからなる複合材を型基材とし、この型基材に窒化
物，炭化物，酸化物および金属の中から選ばれた一種以
上の中間層を介して、貴金属層を形成したものである。
は、例えば特公昭62−28093号公報に開示されるような
ものが知られている。この成形用型は、金属とセラミッ
クスとからなる複合材を型基材とし、この型基材に窒化
物，炭化物，酸化物および金属の中から選ばれた一種以
上の中間層を介して、貴金属層を形成したものである。
しかし、上記従来の成形用型では、中間層として窒化
物，炭化物，酸化物等のセラミックス層を形成した場
合、サーメットや合金からなる成形用型基材との密着性
が極めて悪く、剥離を生じてしまう。また、中間層とし
て合金膜を用いた場合、成形用型基材との密着性は良好
なものの、その成分の拡散が大きく、光学的性能の優れ
た光学素子を得ることができないという問題があった。
物，炭化物，酸化物等のセラミックス層を形成した場
合、サーメットや合金からなる成形用型基材との密着性
が極めて悪く、剥離を生じてしまう。また、中間層とし
て合金膜を用いた場合、成形用型基材との密着性は良好
なものの、その成分の拡散が大きく、光学的性能の優れ
た光学素子を得ることができないという問題があった。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもの
で、低コストにして高品質な光学素子を得ることができ
るガラス光学素子の成形用型を提供することを目的とす
る。
で、低コストにして高品質な光学素子を得ることができ
るガラス光学素子の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、光学素子のガ
ラス素材を加熱，軟化させ、これを一対の成形用型間に
挿入配置し、プレスすることによって最終形状の光学素
子を得る際に用いられるガラス光学素子の成形用型にお
いて、成形用型基材の少なくとも一部に中間層となる硼
化物層を介してセラミックスコーティングを施した。
ラス素材を加熱，軟化させ、これを一対の成形用型間に
挿入配置し、プレスすることによって最終形状の光学素
子を得る際に用いられるガラス光学素子の成形用型にお
いて、成形用型基材の少なくとも一部に中間層となる硼
化物層を介してセラミックスコーティングを施した。
本発明において用いられる硼化物としては、TiB2,CrB
2,ZrB2,TaB2,WB,HfB2等が最適であり、B2Cもこれらとほ
ぼ同様の効果が得られるものの、成形用型基材との密着
性が若干劣る。
2,ZrB2,TaB2,WB,HfB2等が最適であり、B2Cもこれらとほ
ぼ同様の効果が得られるものの、成形用型基材との密着
性が若干劣る。
また、硼化物層の成形手段としては、RFスパッタ法，
イオンビームスパッタ法,CVC法が比較的容易であり、イ
オンプレーティングの各法およびIVD法でも適用でき
る。さらに、RFスパッタ法およびイオンビームスパッタ
法においては、硼化物層を形成した後、窒化物層や炭化
物層を形成する際に、窒素系ガスまたは炭化水素系ガス
を徐々に導入することにより、硼化物層と窒化物層また
は炭化物層との界面を混合化し、両層間の密着性を飛躍
的に高めることができる。この場合、最表層は、BN−MN
x（M:金属元素）である複合窒化物（または炭化物）と
なる。
イオンビームスパッタ法,CVC法が比較的容易であり、イ
オンプレーティングの各法およびIVD法でも適用でき
る。さらに、RFスパッタ法およびイオンビームスパッタ
法においては、硼化物層を形成した後、窒化物層や炭化
物層を形成する際に、窒素系ガスまたは炭化水素系ガス
を徐々に導入することにより、硼化物層と窒化物層また
は炭化物層との界面を混合化し、両層間の密着性を飛躍
的に高めることができる。この場合、最表層は、BN−MN
x（M:金属元素）である複合窒化物（または炭化物）と
なる。
上記構成のガラス光学素子の成形用型においては、硼
化物を中間層に設けているので、特にサーメットや合金
等からなる成形用型基材との密着性が良好で、しかもそ
の硼化物層の上に形成した他のセラミックス層との密着
性も良好であり、高温での使用に際しても充分な耐剥離
性を有している。また、硼化物からなる中間層は、高温
（約700℃以下）領域でも安定しており、他の層との原
子拡散も合金に比して極めて小さい。
化物を中間層に設けているので、特にサーメットや合金
等からなる成形用型基材との密着性が良好で、しかもそ
の硼化物層の上に形成した他のセラミックス層との密着
性も良好であり、高温での使用に際しても充分な耐剥離
性を有している。また、硼化物からなる中間層は、高温
（約700℃以下）領域でも安定しており、他の層との原
子拡散も合金に比して極めて小さい。
（第１実施例） WC−17Ni−5Crサーメットにより成形用型基材を製作
し、特に成形面をダイヤモンドペースト等を用いて鏡面
研磨（Rmax≦0.02μｍ）とした。その後、RFスパッタ法
により、厚さ2000ÅのCrB2からなる硼化物中間層を形成
するとともに、その中間層の上に厚さ4000ÅのCrN−BN
からなる離型用被覆層を形成した。
し、特に成形面をダイヤモンドペースト等を用いて鏡面
研磨（Rmax≦0.02μｍ）とした。その後、RFスパッタ法
により、厚さ2000ÅのCrB2からなる硼化物中間層を形成
するとともに、その中間層の上に厚さ4000ÅのCrN−BN
からなる離型用被覆層を形成した。
（第２実施例） 第１実施例と同様にして、成形用型基材を製作した。
その後、RFスパッタ法により、厚さ2000ÅのTiB2からな
る硼化物中間層を形成するとともに、その中間層の上に
厚さ4000ÅのTiN−BNからなる離型用被覆層を形成し
た。
その後、RFスパッタ法により、厚さ2000ÅのTiB2からな
る硼化物中間層を形成するとともに、その中間層の上に
厚さ4000ÅのTiN−BNからなる離型用被覆層を形成し
た。
（第３実施例） 第１実施例と同様にして、成形用型基材を製作した。
その後、イオンビームスパッタ法により、厚さ2000Åの
TaB2からなる硼化物中間層を形成するとともに、その中
間層の上に厚さ3000ÅのTaN−BNからなる離型用被覆層
を形成した。
その後、イオンビームスパッタ法により、厚さ2000Åの
TaB2からなる硼化物中間層を形成するとともに、その中
間層の上に厚さ3000ÅのTaN−BNからなる離型用被覆層
を形成した。
（第４実施例） 第１実施例と同様にして、成形用型基材を製作した。
その後、イオンビームスパッタ法により、厚さ2000Åの
HfB2からなる硼化物中間層を形成するとともに、その中
間層の上に厚さ3500ÅのHfN−BNからなる離型用被覆層
を形成した。
その後、イオンビームスパッタ法により、厚さ2000Åの
HfB2からなる硼化物中間層を形成するとともに、その中
間層の上に厚さ3500ÅのHfN−BNからなる離型用被覆層
を形成した。
（第５実施例） 第１実施例と同様にして、成形用型基材を製作した。
その後、CVD法により、厚さ2000ÅのTiB2からなる硼化
物中間層を形成するとともに、その中間層の上に厚さ30
00ÅのcBNからなる離型用被覆層を形成した。
その後、CVD法により、厚さ2000ÅのTiB2からなる硼化
物中間層を形成するとともに、その中間層の上に厚さ30
00ÅのcBNからなる離型用被覆層を形成した。
（第６実施例） 第１実施例と同様にして、成形用型基材を製作した。
その後、RFスパッタ法により、厚さ1500ÅのCrB2からな
る硼化物中間層を形成するとともに、IVD法により、そ
の中間層の上に厚さ3000ÅのBNからなる離型用被覆層を
形成した。
その後、RFスパッタ法により、厚さ1500ÅのCrB2からな
る硼化物中間層を形成するとともに、IVD法により、そ
の中間層の上に厚さ3000ÅのBNからなる離型用被覆層を
形成した。
（第７実施例） 第１実施例と同様にして、成形用型基材を製作した。
その後、プラズマCVD法により、厚さ1500ÅのTiB2から
なる硼化物中間層を形成するとともに、その中間層の上
に厚さ3500ÅのVCからなる離型用被覆層を形成した。
その後、プラズマCVD法により、厚さ1500ÅのTiB2から
なる硼化物中間層を形成するとともに、その中間層の上
に厚さ3500ÅのVCからなる離型用被覆層を形成した。
以上のようにして得られた各実施例の成形用型を用い
て、光学ガラスBaSFおよびSK種を素材とし、各500ショ
ット、合計1000ショットの連続成形を行った。その後、
成形用型の成形面に対し、XPS（光電子分光）その他の
物理的分析手法および光学顕微鏡観察により、成形用型
基材に含まれるバインダー金属成分（NiおよびCr）の膜
中（最表面より約3000Åの深さ）での拡散状態と、表層
セラミック層の剥離状態とを調べた。その結果を次表に
示す。
て、光学ガラスBaSFおよびSK種を素材とし、各500ショ
ット、合計1000ショットの連続成形を行った。その後、
成形用型の成形面に対し、XPS（光電子分光）その他の
物理的分析手法および光学顕微鏡観察により、成形用型
基材に含まれるバインダー金属成分（NiおよびCr）の膜
中（最表面より約3000Åの深さ）での拡散状態と、表層
セラミック層の剥離状態とを調べた。その結果を次表に
示す。
上記表から判るように、各実施例で得られた成形用型
は、いずれも良好な結果を示した。
は、いずれも良好な結果を示した。
なお、従来のように、中間層として窒化物（SiNx）、
炭化物（WCx）を用いた場合、その中間層から剥離等の
現象を生じてしまった。
炭化物（WCx）を用いた場合、その中間層から剥離等の
現象を生じてしまった。
以上のように、本発明のガラス光学素子の成形用型に
よれば、成形用型基材の少なくとも一部に中間層となる
硼化物層を介してセラミックスコーティングを施すこと
としたので、膜剥離等を生じることがなく、耐久性が向
上し、型交換，型メンテナンス等の回数を著しく減少で
き、低コストにして高品質な光学素子を得ることができ
る。
よれば、成形用型基材の少なくとも一部に中間層となる
硼化物層を介してセラミックスコーティングを施すこと
としたので、膜剥離等を生じることがなく、耐久性が向
上し、型交換，型メンテナンス等の回数を著しく減少で
き、低コストにして高品質な光学素子を得ることができ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】光学素子のガラス素材を加熱，軟化させ、
これを一対の成形用型間に挿入配置し、プレスすること
によって最終形状の光学素子を得る際に用いられるガラ
ス光学素子の成形用型において、成形用型基材の少なく
とも一部に中間層となる硼化物層を介してセラミックス
コーティングを施したことを特徴とするガラス光学素子
の成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137152A JP2583574B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | ガラス光学素子の成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137152A JP2583574B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | ガラス光学素子の成形用型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01305828A JPH01305828A (ja) | 1989-12-11 |
| JP2583574B2 true JP2583574B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=15192037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63137152A Expired - Fee Related JP2583574B2 (ja) | 1988-06-03 | 1988-06-03 | ガラス光学素子の成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2583574B2 (ja) |
-
1988
- 1988-06-03 JP JP63137152A patent/JP2583574B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01305828A (ja) | 1989-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |