JPS61143552A - 光学ガラス素子のプレス成形用型 - Google Patents

光学ガラス素子のプレス成形用型

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JPS61143552A
JPS61143552A JP59264796A JP26479684A JPS61143552A JP S61143552 A JPS61143552 A JP S61143552A JP 59264796 A JP59264796 A JP 59264796A JP 26479684 A JP26479684 A JP 26479684A JP S61143552 A JPS61143552 A JP S61143552A
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zirconia
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press
molding
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秀人 文字
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秀行 沖中
Masaki Aoki
正樹 青木
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/05Press-mould die materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B2215/02Press-mould materials
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学ガラス素子の製造方法に関し、特にプレス
成形後、研磨工程を必要としない高精度光学ガラス素子
の直接プレス成形法による製造の際に用いることができ
る、光学ガラス素子のプレス成形用型に関するものであ
る。
従来の技術 近年、光学ガラスレンズは、光学機器のレンズ構成の簡
略化とレンズ部分の軽量化の両方を同時に達成しうる非
球面ノ化を目指す方向にある。この非球面レンズの製造
にあたっては、従来の光学レンズの製造方法である光学
研磨法では、加工性及び量産化が困難であり、直接プレ
ス成形法が有望視されている。
この直接プレス成形法は、あらかじめ所望の面品質及び
面精度に仕上げた非球面形状のモールドの上で、光学ガ
ラスの塊状物を加熱成形するか、あるいはあらかじめ加
熱したガラスの塊状物を熱プレスして成形を行なって、
それ以上の研磨工程を必要とせずに光学レンズを製造す
る方法である。
しかしながら、上記のような光学ガラスレンズの製造方
法は、プレス成形自体の問題によりレンズの像形成品質
を損なうものであってはならない。特に、非球面レンズ
の場合には高い面精度で成形できることが要求される。
したがって、型材料としては、高温度のもとてガラスに
対する化学作用が最小であること、型のガラスプレス面
にすり傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃に対する耐
破壊性が高いことなどの性質をもっている必要がある。
このような性質をみたすためには、炭化ケイ素(8iC
)、窒化ケイ素(8isN+)等の炭化物又は窒化物か
らなる型、アルミナ<A120B)%ジルコニア(Zr
Oz)等の酸化物からなる型などが適していると考えら
れており、種々の検討がなされて−いる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、 SiC,5isN+等の炭化物又は窒
化物はその硬度が極めて高いため、これらの材料を球面
形状あるいは非球面形状において高し2表面精度を有す
る型に仕上げることは非常に困難である。また、上記の
材料は耐酸化性がよくないために、型表面の酸化を防止
するにはガラス成形時の雰囲気を厳密にコントロールす
る必要があり、プレス装置の大型化、複雑化が避けられ
ない。
t fc、AJzOs、 Zroz等の酸化物は、耐酸
化性は優れているが、ガラス中に含まれている成分と比
較的反応しやすいため、ガラス成形をくり返すと、型と
ガラスとが固着してくるという欠点があった。
さらに、5isN4. A/zoa、 Zroz等ノセ
ラミックスは金属に比べると熱伝導度が悪く、急熱及び
急冷することが難しいために、プレス成形に要する時間
は15〜20分間も要し、生産効率はきわめて低いもの
であった。
本発明の目的は、ガラスレンズの直接プレス成形の型に
要求される高精度の型加工が容易に行なえ、耐酸化性お
よび耐ガラス反応性に優れ、光学ガラス素子の大量生産
を可能とする光学ガラス素子のプレス成形用型を提供す
るものである。
問題点を解決するための手段 本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型は、完全安定
もしくは部分安定化させたジルコニアに、貴金属である
白金、イリジウム、オスミウム、パラジウム、ロジウム
およびルテニウムのうち少くとも一つの元素よりなる金
属体もしくは合金を0.1〜40重量%を加えたものか
らなる複合材料より形成されたことを特徴とするもので
ある。
作用 本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型は、前記のと
おり、ジルコニアに貴金属を加えたことにより一般的な
研削加工を行なう場合においても、SiC,5isN4
. AlzOa、 Zr0zより容易に高い形状精度に
加工できる特徴があり、しかも型表面の最大表面粗さく
Rmax)を0.02μm以下の精度まで仕上げること
ができる。
さらに、本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型の熱
膨張係数は、9〜11 X 10  /lであり光学ガ
ラス素子のそれとよく一致しているため、加熱・冷却の
際の温度サイクルに対しても成形用型の高精度な表面形
状通りの光学ガラス素子が得られる。
また、本発明の光学ガラス素子のプレス成形用型の熱伝
導率は、約0.1 cal、/att −sec −℃
とジルコニアの熱伝導率に較べて非常に高いため急熱及
び急冷が可能となり、成形サイクルを大幅に短縮でき、
光学ガラス素子の大量生産に適していることがわかる。
その上、ジルコニアと貴金属はいずれも耐酸化性に優れ
ており、従来のように非酸化性雰囲気中でプレス成形す
る必要がなく、大気中でプレス成形を行なうことができ
、成形装置の小型化・簡素化が可能となる。
以上のように、本発明の光学ガラス素子のプレス成形用
型は、ジルコニアと貴金属とから構成された複合材料で
あり、両者の短所を相補し、両者の持つ長所を最大限に
活用したものである。
すなわち、ジルコニアにおいては、耐酸化性、高硬度、
高強度を有すること、また貴金属においては、ガラス素
子との難反応性、耐酸化性、高熱伝導性を有しているこ
とを巧みに利用しており、光学ガラス素子のプレス成形
用型として極めて優れた材料であることがわかる。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
共沈法によって作製された粒径約0.1μmのイツトリ
ア(YzOs)を6モル%含有させたジルコニア(Zr
Oz)100重量部に対して第1表に示した重量部の貴
金属(Pt、 Ir、 Os、 Pd、 Rh、又はR
u、もしくはそれらの選択的な合金)を加えて混合し、
直径30語、厚み20鵡に成形した後、1550℃で1
時間仮焼な行なって焼結し、さらに熱間静水圧プレス法
(HIP>により焼結体の緻密化をはかった。この焼結
体を研削加工し、例えば第1図に示すような周囲に切り
込み部(11b)がある曲率半径46襲の凹面形状のプ
レス面(11つを有する上型0υと、曲率半径が200
gの凹面形状のプレス面(12a)を有する下型(ロ)
とからなる一対のプレス成形用型を得た。これらの型の
プレス成形面(lla)、 (12a)を超微細なダイ
ヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨した。その結果、1時間
以内で表面の最大粗さを0.02μmの精度により鏡面
加工することができた。
第2図はこのようにして得られた型(1υ、(ロ)を装
着して、光学ガラス素子を成形するだめのプレスマシン
であり、(ロ))及びα6)は上型及び下型用ピストン
シリンダ、αηは被加工片であるガラス塊状物、(ホ)
はガラス供給用治具、(至)は成形ガラス取出し口、に
)はガラス予備加熱炉、そして@ηはカバーである。
光学ガラス素子を成形するにあたっては、型(6)およ
び(ロ)を第2図に示すプレスマシンのピストンシリン
ダー(ロ)および06)におけるピストン口2 ラド先
端にそれぞれセットし、これらの型(1υ。
(ロ)間にはPbOが70%、 5iQzが27%、お
よび残り3%の微量成分を含む酸化鉛系光学ガラスから
なる半径10m5の球形塊状物(ロ)を配置し、大気中
でプレスして両面が凸のレンズ形状に成形した・プレス
成形時のガラス温度は500 ℃、プレス圧力は20 
Kg/Jであり、この状態を2分間保持した後、そのま
ま300 t Kなるまで型とともに冷却し、ここで成
形ガラスを成形ガラス取り出し口(ロ)より取り出した
ものである。発明者は、好ましい実施態様を決定するた
め、この成形ガラスと型のそれぞれを評価した。そして
、このようなプレス工程を1000回くり返し、100
0回プレス成形した後の型の表面状態を観察した。
以上のようなプレス実験を貴金属の合金組成が異なった
型に対してくり返して行ない、第1表には、その組成ご
との結果を示した。比較のため、同表には、本発明の実
施態様−とじて好ましくない例を、試料屋の右上に※印
をつけて示した。
第1表から明らかなように、本発明の光学ガラス素子の
プレス成形用型は、型表面の最大表面粗さく Rmax
 )を0.02μm以下の精度まで加工することができ
、また本発明の型を用いて1000回プレス成形した後
においてもRmaxがほとんど変化しておらず、高精度
な表面精度が維持されていることがわかる。そして当然
のことながら、これらの型を用いて得られた光学ガラス
素子の光学特性はいずれの場合も非常に良好であった。
これに対して1本発明の範囲外(※印注記)として示し
た型は、ガラスのプレス成形によってプレス前のRm 
axよりかなり悪くなっており、プレス成形後のガラス
の表面状態は、型との反応痕が存在したり、レンズの形
状精度が変化し、光学ガラス素子として不十分なもので
あった。
なお、本実施例では光学ガラス素子のプレス成形用型と
して用いたジルコニアにはイツトリア(YzOa)を6
モル%固溶させたものを用いたが、ジルコニアとしては
上記組成に限定されるものではなく、上記組成以外のイ
ツ) IJア(Y20g)を固溶させたものでもよく、
またその他の添加剤としテ、 Cab、 MgO,Nd
zOs 、 Ce0a等を含有したジルコニアも用いる
ことができる。
また本発明を説明するために凹面形状のプレス成形用型
を用いたが、型表面の形状は本実施例のような形状に限
定されるものではなく、凸面形状、平面形状等の光学ガ
ラス素子に適合するものであればよいことは言うまでも
ない。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明の光学ガラス素
子のプレス成形用型は、ジルフニナと貴金属からなる複
合材料から形成されていることを特徴とする光学ガラス
素子のプレス成形用型であり、SiC,5iaN4. 
AlzOa、 Zr0z等からなる従来のプレス成形用
型とくらべて、きわめて容易に高精度な表面精度を得る
ことができ、また耐酸化性および耐ガラス反応性にも優
れ、さらには熱伝導率が高いために急熱急冷が可能であ
る等の理由により、優れた表面精度を有した光学ガラス
素子を大気中においてプレス成形でき、また成形装置の
小型化、簡素化が可能となり、その実用上の効果は極め
て大なるものである。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例における光学ガラス素子のプレ
ス成形用型であり、第2図は実施例で用いたプレス成形
装置である。 αυ・−・−m−・・上型、  (ロ)・・−・−・・
・−・・下型。 (lla)−・−=−上型のプレス面。 (12a)−−−−−−−−・下型のプレス面。 (llb)−=−−一切り込み部。 (ロ)・・−・−・−一上型用加熱ヒータ。 0荀・・・・・−一・下型用加熱ヒータ。 (15)−=−−・−・・上型用ピストンシリンダ。 (16) −=−下型用ピストンシリンダ。 αカー・−・ガラス塊状物。 (ホ)−m−・−・・ガラス供給用治具々(至)−□成
形ガラス取り出し口。 に)−一一一一ガラス予備加熱炉。 e])・・・−m−カバー〇

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ジルコニアと貴金属とからなる複合材料から形成
    されていることを特徴とする光学素子ガラスのプレス成
    形用型。
  2. (2)ジルコニアと貴金属とからなる複合材料において
    、貴金属が0.1〜40重量%であることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の光学ガラス素子のプレ
    ス成形用型。
  3. (3)貴金属が、白金(Pt)、イリジウム(Ir)、
    オスミウム(Os)、パラジウム(Pd)、ロジウム(
    Rh)、およびルテニウム(Ru)のうち少くとも一つ
    の元素からなる金属体又は合金であることを特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の光学
    ガラス素子のプレス成形用型。
  4. (4)ジルコニアが完全安定化ジルコニアもしくは部分
    安定化ジルコニアであることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項〜第(3)項のいずれか1項に記載の光学
    ガラス素子のプレス成形用型。
JP59264796A 1984-12-14 1984-12-14 光学ガラス素子のプレス成形用型 Granted JPS61143552A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6341103A (ja) * 1986-08-07 1988-02-22 東ソー株式会社 打錠機用粉体成形用型
WO2000029205A1 (en) * 1998-11-18 2000-05-25 The University Of Bath Apparatus and method for manufacturing moulded products

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6341103A (ja) * 1986-08-07 1988-02-22 東ソー株式会社 打錠機用粉体成形用型
WO2000029205A1 (en) * 1998-11-18 2000-05-25 The University Of Bath Apparatus and method for manufacturing moulded products

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