JPH05193960A - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
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- JPH05193960A JPH05193960A JP2731592A JP2731592A JPH05193960A JP H05193960 A JPH05193960 A JP H05193960A JP 2731592 A JP2731592 A JP 2731592A JP 2731592 A JP2731592 A JP 2731592A JP H05193960 A JPH05193960 A JP H05193960A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dies
- molding
- optical element
- glass
- tib
- Prior art date
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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
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- 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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/05—Press-mould die materials
- C03B2215/07—Ceramic or cermets
-
- 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
- C03B2215/26—Mixtures of materials covered by more than one of the groups C03B2215/16 - C03B2215/24, e.g. C-SiC, Cr-Cr2O3, SIALON
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融ガラスを成形しても型材料とガラス成分
とが反応せず、焼付が生じず、高温耐久性のある型とす
る。 【構成】 高純度ＴｉＢ2 粉末と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末
とを重量％で８３％と７％（残りは焼結助剤）との割合
で混合し、１３００℃、４５時間で仮焼成する。焼成
後、研削加工により所望と近似した形状に仕上げる。そ
の後、１５００気圧・１４００℃にてＨＩＰ処理によ
り、複合セラミックスブランクを形成する。そのブラン
クを研削加工し、最終形状の寸法にした後、その型材の
成形面をダイヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工す
る。
とが反応せず、焼付が生じず、高温耐久性のある型とす
る。 【構成】 高純度ＴｉＢ2 粉末と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末
とを重量％で８３％と７％（残りは焼結助剤）との割合
で混合し、１３００℃、４５時間で仮焼成する。焼成
後、研削加工により所望と近似した形状に仕上げる。そ
の後、１５００気圧・１４００℃にてＨＩＰ処理によ
り、複合セラミックスブランクを形成する。そのブラン
クを研削加工し、最終形状の寸法にした後、その型材の
成形面をダイヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学素子成形用型に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光学ガラスを加熱プレスにより
所望の形状に成形して光学素子を得ることが行われてい
る。かかるプレス成形に用いる成形用型は、ガラスとの
融着を防止する材料や高温状態での耐熱性の高い材料に
より形成されることが要求されている。従来、例えば特
開昭６０−１４１６２９号公報にて開示されるように、
ＴｉＢ2 セラミックス材料を基にサーメット材を成形用
型として用いたものが知られている。この材料は、研磨
により鏡面が得られ、高圧プレスによる変形等が生じ
ず、硬さ及び強度が高い材料であり、また８５０℃、１
００時間大気加熱による酸化がない特徴を有している。
所望の形状に成形して光学素子を得ることが行われてい
る。かかるプレス成形に用いる成形用型は、ガラスとの
融着を防止する材料や高温状態での耐熱性の高い材料に
より形成されることが要求されている。従来、例えば特
開昭６０−１４１６２９号公報にて開示されるように、
ＴｉＢ2 セラミックス材料を基にサーメット材を成形用
型として用いたものが知られている。この材料は、研磨
により鏡面が得られ、高圧プレスによる変形等が生じ
ず、硬さ及び強度が高い材料であり、また８５０℃、１
００時間大気加熱による酸化がない特徴を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の成
形用型を用い、ガラスを１０００℃以上に加熱溶融させ
型材に滴下して成形すると、ＴｉＢ2 サーメット材のＴ
ｉ，Ｂ，Ｚｒがガラスの酸素と反応し、それらの酸化物
が生成する。そのため、焼結状態が分解してガラスと焼
付を生じてしまい、高精度の光学ガラスレンズが得られ
ないという問題があった。
形用型を用い、ガラスを１０００℃以上に加熱溶融させ
型材に滴下して成形すると、ＴｉＢ2 サーメット材のＴ
ｉ，Ｂ，Ｚｒがガラスの酸素と反応し、それらの酸化物
が生成する。そのため、焼結状態が分解してガラスと焼
付を生じてしまい、高精度の光学ガラスレンズが得られ
ないという問題があった。
【０００４】本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので、溶融ガラスを成形しても型材料とガラス
成分が反応せず、焼付が生じない高温耐久性のある光学
素子成形用型を提供することを目的とする。
されたもので、溶融ガラスを成形しても型材料とガラス
成分が反応せず、焼付が生じない高温耐久性のある光学
素子成形用型を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、化学主成分がＴｉＢ2 ９０〜７０ｗｔ％
およびＡｌ2 Ｏ3 ５〜２５ｗｔ％からなるセラミクック
スにより、少なくとも成形面を形成して、光学素子成形
用型を構成した。
に、本発明は、化学主成分がＴｉＢ2 ９０〜７０ｗｔ％
およびＡｌ2 Ｏ3 ５〜２５ｗｔ％からなるセラミクック
スにより、少なくとも成形面を形成して、光学素子成形
用型を構成した。
【０００６】
【作用】上記構成の本発明の光学素子成形用型において
は、化学主成分のＴｉＢ2 にＡｌ2 Ｏ3 を添加すること
により、耐熱性が向上する。一般に、ＴｉＢ2 は約７０
０℃にてＴｉ−ＯとＢ2 Ｏ3 とに分解する。ＴｉＢ2 を
大気中にて加熱すると、Ｔｉはいろいろな形態の酸化物
となって表面に析出し、ＢはＢ2 Ｏ3 となって昇華す
る。しかし、上記Ａｌ2 Ｏ3 を添加することにより焼結
状態が大きく異なる。ＴｉＢ2 にＡｌ2 Ｏ3 を添加して
焼結すると、ＴｉＢ2 の結晶粒の間にＡｌ2 Ｏ3 の結晶
粒が入ってＴｉＢ2 の結晶粒を取り囲むような状態にな
る。その結晶状態ではＴｉＢ2 の特性は低下するが、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の特性が現れる特徴がある。ゆえにＴｉＢ2 の
硬さ及び強度は低下するが、Ａｌ2 Ｏ3 の耐熱性の特性
が現れて耐熱性が向上する。また、Ａｌ2 Ｏ3 は酸化物
であり安定な材料であるため、酸化反応は生じにくく、
ガラス成分との反応がほとんど無く、ガラスとの焼付が
生じにくい。また、ＴｉＢ2 は硬さが約２４００Ｈｖで
あって加工が困難であるが、Ａｌ2 Ｏ3 添加のために硬
さは低下し加工性が良好となる。さらに、このＡｌ2 Ｏ
3 の添加量により硬さを変化させることができる。
は、化学主成分のＴｉＢ2 にＡｌ2 Ｏ3 を添加すること
により、耐熱性が向上する。一般に、ＴｉＢ2 は約７０
０℃にてＴｉ−ＯとＢ2 Ｏ3 とに分解する。ＴｉＢ2 を
大気中にて加熱すると、Ｔｉはいろいろな形態の酸化物
となって表面に析出し、ＢはＢ2 Ｏ3 となって昇華す
る。しかし、上記Ａｌ2 Ｏ3 を添加することにより焼結
状態が大きく異なる。ＴｉＢ2 にＡｌ2 Ｏ3 を添加して
焼結すると、ＴｉＢ2 の結晶粒の間にＡｌ2 Ｏ3 の結晶
粒が入ってＴｉＢ2 の結晶粒を取り囲むような状態にな
る。その結晶状態ではＴｉＢ2 の特性は低下するが、Ａ
ｌ2 Ｏ3 の特性が現れる特徴がある。ゆえにＴｉＢ2 の
硬さ及び強度は低下するが、Ａｌ2 Ｏ3 の耐熱性の特性
が現れて耐熱性が向上する。また、Ａｌ2 Ｏ3 は酸化物
であり安定な材料であるため、酸化反応は生じにくく、
ガラス成分との反応がほとんど無く、ガラスとの焼付が
生じにくい。また、ＴｉＢ2 は硬さが約２４００Ｈｖで
あって加工が困難であるが、Ａｌ2 Ｏ3 添加のために硬
さは低下し加工性が良好となる。さらに、このＡｌ2 Ｏ
3 の添加量により硬さを変化させることができる。
【０００７】
【実施例１】高純度ＴｉＢ2 粉末（純度９９．９９％以
上）と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末（純度９９％以上）とを重
量％で８３％と７％（残りは焼結助剤）との割合で混合
し、１３００℃、４５時間で仮焼成した。焼成後、研削
加工により所望と近似した形状に仕上げた。その後、１
５００気圧・１４００℃にてＨＩＰ処理により、機械的
強度及び物理的特性の満足する複合セラミックスブラン
クを形成した。そのブランクを研削加工し、最終形状の
寸法にした後、その型材の成形面を＃１５０００のダイ
ヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工し、表面粗さＲｍ
ａｘ０．０２μｍ以下まで仕上げた。
上）と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末（純度９９％以上）とを重
量％で８３％と７％（残りは焼結助剤）との割合で混合
し、１３００℃、４５時間で仮焼成した。焼成後、研削
加工により所望と近似した形状に仕上げた。その後、１
５００気圧・１４００℃にてＨＩＰ処理により、機械的
強度及び物理的特性の満足する複合セラミックスブラン
クを形成した。そのブランクを研削加工し、最終形状の
寸法にした後、その型材の成形面を＃１５０００のダイ
ヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工し、表面粗さＲｍ
ａｘ０．０２μｍ以下まで仕上げた。
【０００８】この光学素子成形用型にて、ＳＦ系のガラ
スを成形した結果を記す。ＳＦ１１を１２５０℃に加熱
溶融させ、４５０℃に保持した成形用型に上記溶融ガラ
スを滴下した。滴下後、初期圧１ｋｇ／ｃｍ2 にて４秒
間成形し、その後連続して２８０ｋｇ／ｃｍ2 にて１４
秒成形した。このような成形方法にて２００００ショッ
ト以上の連続成形を行っても成形品の品質は低下せず、
φ１８ｍｍのレンズの面精度はＰＶ０．２μｍ以下のレ
ンズが得られた。また型の成形面の劣化及び焼付も見ら
れなかった。上記ガラスは鉛を多く含有するが、成形後
表面をＥＳＣＡにて分析した結果、鉛のピークは検出さ
れなかった。
スを成形した結果を記す。ＳＦ１１を１２５０℃に加熱
溶融させ、４５０℃に保持した成形用型に上記溶融ガラ
スを滴下した。滴下後、初期圧１ｋｇ／ｃｍ2 にて４秒
間成形し、その後連続して２８０ｋｇ／ｃｍ2 にて１４
秒成形した。このような成形方法にて２００００ショッ
ト以上の連続成形を行っても成形品の品質は低下せず、
φ１８ｍｍのレンズの面精度はＰＶ０．２μｍ以下のレ
ンズが得られた。また型の成形面の劣化及び焼付も見ら
れなかった。上記ガラスは鉛を多く含有するが、成形後
表面をＥＳＣＡにて分析した結果、鉛のピークは検出さ
れなかった。
【０００９】
【実施例２】高純度ＴｉＢ2 粉末（純度９９．９９％以
上）と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末（純度９９％以上）とを重
量％で７０％と２５％（残りは焼結助剤）との割合で混
合し、１６００℃、５０時間で仮焼成した。焼成後、研
削加工により所望と近似した形状に仕上げた。その後、
１５００気圧・１６００℃にてＨＩＰ処理により、機械
的強度及び物理的特性の満足する複合セラミックスブラ
ンクを形成した。そのブランクを研削加工し、最終形状
の寸法にした後、その型材の成形面を＃１００００のダ
イヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工し、表面粗さＲ
ｍａｘ０．０７μｍ以下まで仕上げた。
上）と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末（純度９９％以上）とを重
量％で７０％と２５％（残りは焼結助剤）との割合で混
合し、１６００℃、５０時間で仮焼成した。焼成後、研
削加工により所望と近似した形状に仕上げた。その後、
１５００気圧・１６００℃にてＨＩＰ処理により、機械
的強度及び物理的特性の満足する複合セラミックスブラ
ンクを形成した。そのブランクを研削加工し、最終形状
の寸法にした後、その型材の成形面を＃１００００のダ
イヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工し、表面粗さＲ
ｍａｘ０．０７μｍ以下まで仕上げた。
【００１０】この光学素子成形用型にて、ＳＫ系のガラ
スを成形した結果を記す。ＳＫ７の硝剤を１３００℃に
加熱溶融後、上記成形用型に供給した。上記成形用型は
６４０℃に加熱保持し、ガラス供給後初期圧１ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力にて５秒間成形し、その後連続して２５０ｋ
ｇ／ｃｍ2 にて１４秒成形した。このような成形方法に
て１００００ショット以上の連続成形を行った結果、成
形品の品質は低下せず、φ２０ｍｍのレンズにて面精度
はＰＶ０．３μｍ以下であった。また型の成形面の劣化
及び焼付も見られなかった。
スを成形した結果を記す。ＳＫ７の硝剤を１３００℃に
加熱溶融後、上記成形用型に供給した。上記成形用型は
６４０℃に加熱保持し、ガラス供給後初期圧１ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力にて５秒間成形し、その後連続して２５０ｋ
ｇ／ｃｍ2 にて１４秒成形した。このような成形方法に
て１００００ショット以上の連続成形を行った結果、成
形品の品質は低下せず、φ２０ｍｍのレンズにて面精度
はＰＶ０．３μｍ以下であった。また型の成形面の劣化
及び焼付も見られなかった。
【００１１】一方、上記成形方法においてＴｉＢ2 を６
９ｗｔ％にした成形用型ににより成形したところ、Ｔｉ
Ｂ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有率が多いために気孔率が
増加し、ＴｉＢ2 の強度が低下して１００００ショット
の連続成形にて型外周部に欠けが生じた。また、その型
の表面をＳＥＭにて観察したところ、表面にクラックが
生じており、成形レンズ表面にそのクラックが転写して
いるため、光学素子としては使用不可能であった。
９ｗｔ％にした成形用型ににより成形したところ、Ｔｉ
Ｂ2 に対するＡｌ2 Ｏ3 の含有率が多いために気孔率が
増加し、ＴｉＢ2 の強度が低下して１００００ショット
の連続成形にて型外周部に欠けが生じた。また、その型
の表面をＳＥＭにて観察したところ、表面にクラックが
生じており、成形レンズ表面にそのクラックが転写して
いるため、光学素子としては使用不可能であった。
【００１２】
【実施例３】高純度ＴｉＢ2 粉末（純度９９．９９％以
上）と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末（純度９９％以上）とを重
量％で９０％と５％（残りは焼結助剤）との割合で混合
し、１３００℃、４６時間で仮焼成した。焼成後、研削
加工により所望と近似した形状に仕上げた。その後、１
４００気圧・１４００℃にてＨＩＰ処理により、機械的
強度及び物理的特性の満足する複合セラミックスブラン
クを形成した。そのブランクを研削加工し、最終形状の
寸法にした後、その型材の成形面を＃１２０００のダイ
ヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工し、表面粗さＲｍ
ａｘ０．０３μｍ以下まで仕上げた。
上）と高純度Ａｌ2 Ｏ3 粉末（純度９９％以上）とを重
量％で９０％と５％（残りは焼結助剤）との割合で混合
し、１３００℃、４６時間で仮焼成した。焼成後、研削
加工により所望と近似した形状に仕上げた。その後、１
４００気圧・１４００℃にてＨＩＰ処理により、機械的
強度及び物理的特性の満足する複合セラミックスブラン
クを形成した。そのブランクを研削加工し、最終形状の
寸法にした後、その型材の成形面を＃１２０００のダイ
ヤモンドパウダ−研磨剤にて研磨加工し、表面粗さＲｍ
ａｘ０．０３μｍ以下まで仕上げた。
【００１３】この光学素子成形用型にて、ＢＫ系のガラ
ス成形した結果を記す。ＢＫ７を１２００℃に加熱溶融
させ、型温を５３５℃に保持した成形用型上に滴下し
た。滴下後、初期圧１ｋｇ／ｃｍ2 にて６秒間成形し、
その後連続して２８０ｋｇ／ｃｍ2 にて１１秒成形し
た。上記成形用型にて１５０００ショット以上の連続成
形を行ったところ、φ１６ｍｍのレンズ成形品の品質は
低下せず、面精度はＰＶ０．２μｍ以下のレンズが得ら
れた。また型の成形面の劣化及び焼付も見られなかっ
た。
ス成形した結果を記す。ＢＫ７を１２００℃に加熱溶融
させ、型温を５３５℃に保持した成形用型上に滴下し
た。滴下後、初期圧１ｋｇ／ｃｍ2 にて６秒間成形し、
その後連続して２８０ｋｇ／ｃｍ2 にて１１秒成形し
た。上記成形用型にて１５０００ショット以上の連続成
形を行ったところ、φ１６ｍｍのレンズ成形品の品質は
低下せず、面精度はＰＶ０．２μｍ以下のレンズが得ら
れた。また型の成形面の劣化及び焼付も見られなかっ
た。
【００１４】一方、上記成形方法においてＡｌ2 Ｏ3 を
４ｗｔ％にした成形用型により連続成形したところ、１
０００ショット付近で型表面に曇りが生じた。表面を分
析した結果、ＴｉＢ2 が分解しチタン酸化物とボロン酸
化物が生成していた。また、その型材にて成形したレン
ズを測定した結果、表面粗さがＲｍａｘ０．２μｍであ
り、光学特性が満足するものではなかった。
４ｗｔ％にした成形用型により連続成形したところ、１
０００ショット付近で型表面に曇りが生じた。表面を分
析した結果、ＴｉＢ2 が分解しチタン酸化物とボロン酸
化物が生成していた。また、その型材にて成形したレン
ズを測定した結果、表面粗さがＲｍａｘ０．２μｍであ
り、光学特性が満足するものではなかった。
【００１５】
【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、ＴｉＢ2 とＡｌ2 Ｏ3 の複合セラミックス
を主成分とした材料により形成しているので、型材料と
ガラス成分とが反応せず、焼付が生じなくなり、高温耐
久性に優れたものとなって、従来の成形ガラス温度より
高温度での成形が可能で、高精度の光学素子を得ること
ができる。
型によれば、ＴｉＢ2 とＡｌ2 Ｏ3 の複合セラミックス
を主成分とした材料により形成しているので、型材料と
ガラス成分とが反応せず、焼付が生じなくなり、高温耐
久性に優れたものとなって、従来の成形ガラス温度より
高温度での成形が可能で、高精度の光学素子を得ること
ができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 化学主成分がＴｉＢ2 ９０〜７０ｗｔ％
およびＡｌ2 Ｏ3 ５〜２５ｗｔ％からなるセラミクック
スにより、少なくとも成形面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 |
|---|---|---|---|
| JP2731592A JPH05193960A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2731592A JPH05193960A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 光学素子成形用型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193960A true JPH05193960A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=12217656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2731592A Withdrawn JPH05193960A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05193960A (ja) |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP2731592A patent/JPH05193960A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |