JPS6228093B2 - - Google Patents
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Description
（産業上の利用分野）
本発明は光学ガラス素子のプレス成形用型に関
し、さらに具体的に述べれば、プレス成形したま
まで高精度の光学ガラス素子が得られ、研磨等の
後工程を必要としない直接プレス成形に用いられ
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。 （従来例の構成とその問題点） 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とを同時に達成でき
る非球面化の傾向にある。この非球面レンズは、
従来の光学レンズの製造方法と同じ光学研磨法で
は、加工性が低く、量産化が困難という問題点が
あり、その対策として直接プレス成形法が有望視
されている。 直接プレス成形法とは、あらかじめ成形面を所
望の品質および精度に仕上げに非球面の成形用型
を用い、その型の上で加熱するか、あるいはあら
かじめ加熱した塊状の光学ガラスを、成形したの
みで光学ガラスレンズを製造する方法で、プレス
成形後に研磨、ラツプ等の後工程を必要としない
製造方法である。従つて、直接プレス成形法で
は、プレス成形されたままの光学ガラスレンズ
が、レンズの像形成品質が損われない優れた品質
と精度を有している必要があり、特に、非球面レ
ンズの成形では高い精度が要求される。 この要求を満たすために、型の材料としては、
高温度でガラスに対しての化学作用が最小である
こと、型の成形面に擦傷等の損傷を受け難いこ
と、熱衝撃に対する耐破壊性能が高いことなどが
必要である。この目的を達成するために、炭化タ
ングステン（WC）を主成分とする超硬合金又は
炭化チタン（TiC）、アルミナ（Al2O3）、窒化チ
タン（TiN）あるいは炭化クロム（Cr3C2）をそれ
ぞれ主成分とするサーメツト等の複合材を母材と
し、これを母材とした成形面の表面に貴金属層を
形成したプレス成形用型が適しているとして、
種々の検討が行なわれている。 しかしながら、母材として用いている超硬合金
やサーメツトは、炭化タングステン（WC）、炭
化チタン（TiC）、アルミナ（Al2O3）、窒化チタ
ン（TiN）又は炭化クロム（Cr3C2）等のセラミツ
クスを主成分とし、コバルト（Co）、ニツケル
（Ni）、モリブデン（Mo）等の活性な金属を結合
材として焼結したものであり、長時間にわたつて
プレス成形を行なうと、これらの金属が貴金属層
を通つて成形面に拡散し、ガラスと反応して固着
し易くなるという現象が起こり、このため、成形
面の形状精度や表面粗さが低下し、従つてプレス
成形した光学ガラスレンズの光学的性能が低下す
るという問題点があつた。 （発明の目的） 本発明は上記の欠点を解消するもので、高精度
の型加工が容易で、母材に含まれる金属成分が成
形面を形成する貴金属層に拡散しない高精度で長
寿命の、光学ガラス素子の直接プレス成形用型を
提供しようとするものである。 （発明の構成） 上記の目的を達成するために、本発明では、光
学ガラス素子のプレス成形用型の母材として、炭
化タングステン（WC）を主成分とする超硬合
金、あるいは炭化チタン（TiC）、アルミナ
（Al2O3）、窒化チタン（TiN）又は炭化クロム
（Cr3C2）をそれぞれ主成分とするサーメツトなど
の複合材を用い、これを母材とした成形面に、窒
化チタン（TiC）、炭化クロム（Cr3C2）、炭化チ
タン（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）、炭化珪素（SiC）、アルミナ（Al2O3）、
ジルコニア（ZrO2）、チタン（Ti）およびクロム
（Cr）の中から選ばれた少くとも一種からなる中
間層を介して、白金（Pt）が60重量パーセントな
いし99重量パーセント、残部がイリジウム
（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）の中から
選ばれた少くとも一種の元素の組成を有する貴金
属合金層を形成して光学ガラス素子のプレス成形
用型とする。 母材として用いる超硬合金あるいはサーメツト
は、研磨およびラツプ加工によつて高精度で、成
形面の表面粗さ（Rmax）0.002μｍの面精度が得
られるものである。 プレス成形に際して光学ガラスに直接接触する
貴金属層は、従来より光学ガラスを溶融する坩堝
材として使用される材料であり、光学ガラスと極
めて反応し難い性質を有するものである。 中間層として用いる窒化物の窒化チタン
（TiN）、炭化物の炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタ
ン（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）および炭化珪素（SiC）、ならびに酸化物
のアルミナ（Al2O3）およびジルコニア（ZrO2）
は、いずれも共有結合あるいはイオン結合のセラ
ミツクスであり、高温で軟化したり、また変形し
たりすることがない。さらにこの中間層は、超硬
合金やサーメツトに含有するコバルト（Co）、ニ
ツケル（Ni）、モリブデン（Mo）等の金属が、プ
レス成形に際して貴金属層を通つて成形面に析出
するのを防止する効果を有するものである。 母材と貴金属層との中間に、上記の窒化物、炭
化物あるいは酸化物の中から選んだ一種で一層の
中間層を形成することにより、母材に含有される
金属成分の成形面への拡散を十分防止することが
できるが、さらに中間層を複層とすることによ
り、相乗効果によつて拡散防止の効果を上げるこ
とができるようになる。また、中間層として、チ
タン（Ti）又はクロム（Cr）の層を、窒化物、
炭化物又は酸化物の層と母材および表面の貴金属
層との間に形成し、これらの３層からなる中間層
とすることにより、相互の密着力を向上するもの
である。 （実施例の説明） 本発明の実施例を第１図および第２図により、
また、第１表ないし第６表により説明する。 第１図は本発明による光学ガラス素子のプレス
成形用型の第１の実施例で、その上型１および下
型２の斜視図である。上下両型２および２とも
に、炭化タングステン（WC）を主成分とし、炭
化チタン（TiC）10重量パーセント、炭化タンタ
ル（TaC）10重量パーセントおよびコバルト
（Co）８重量パーセントの組成を有する超硬合金
（WC―10TiC―10TaC―8Co）の直径30mm、長さ
50mmの円柱状素材を用い、上型１には曲率半径が
46mmの凹形の成形面４とその周縁に４箇所の角形
の切欠き３を、下型２には曲率半径が200mmの凹
形の成形面５をそれぞれ放電加工により形成し、
さらにこれらの成形面４および５を超微細のダイ
ヤモンド粉末を用いてラツプし鏡面にした。 次に、鏡面に仕上つた成形面４および５上に、
PVD法（物理的気相成長法）又はCVD法（化学
的気相成長法）によつて、厚さ0.01μｍないし１
μｍの炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタン
（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）又は炭化珪素（SiC）の中間層をそれぞ
れ形成した上に、ロジウム15重量パーセントを混
合した白金―ロジウム合金（Pt―15Rh）の厚さ
２μｍの貴金属層をスパツタ法により形成した。 第２図は上述の上下のプレス成形用型１および
２の外径面にそれぞれ加熱器６および７を巻き付
けプレスの上下プランジヤ８および９に取り付け
た一部破断図である。なお、窒素雰囲気中でプレ
ス成形を行なうため、作業部分を覆い１０で囲ん
である。同図において、酸化鉛（PbO）が70重量
パーセント、酸化珪素（SiO2）が27重量パーセン
ト、残部が微量成分からなる酸化鉛系光学ガラス
の半径20mmの球状塊１１を原料供給治具１２で把
持し、トンネル形の予備加熱炉１３で加熱した
後、温度500℃に昇温した上下両型１および２の
間に、プレス圧力40Kg／cm2で２分間保持する。そ
のままの状態で上下両型１および２とともに温度
300℃まで冷却した後、上部プランジヤ８を戻し
て、成形された光学ガラスを取出し口１４より取
り出す。 このようなプレス成形を2000回繰返した後、上
下のプレス成形用上型１および下型２を取り外
し、それぞれの成形面４および５についてコバル
ト（Co）析出量は、XMA（Ｘ線マイクロアナラ
イザ）により、表面粗さは表面粗さ計により測定
し評価した。 以上のような試験を、中間層の材質と厚さを変
えた一対の型について繰り返し、その結果を第１
表に示した。 比較のために、本実施例と同じ組成を有する超
硬合金と白金―ロジウム合金を用い、超硬合金の
上に直接貴金属層を形成したプレス成形用型を作
成し、同じプレス成形条件で試験した結果を第１
表の末尾に記載した。 第１表から明らかなように、母材と貴金属層と
の間に、炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタン
（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）又は炭化珪素（SiC）の中間層を設ける
ことにより、母材に含まれるコバルト（Co）の
成形面４および５への析出を防止するとともに、
成形面４および５の表面粗さの低下を防いでい
る。また、成形された光学ガラス素子は極めて優
れた光学的性能を有していた。 これに対し、中間層のないプレス成形用型は、
試験終了後の成形面４および５に多量のコバルト
（Co）が析出し、成形面４および５の変色と、表
面粗さの低下とが認められた。その結果、プレス
成形した光学ガラス素子の光学的性能は初期の成
形品に比べ相当な低下が認められた。
し、さらに具体的に述べれば、プレス成形したま
まで高精度の光学ガラス素子が得られ、研磨等の
後工程を必要としない直接プレス成形に用いられ
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。 （従来例の構成とその問題点） 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とを同時に達成でき
る非球面化の傾向にある。この非球面レンズは、
従来の光学レンズの製造方法と同じ光学研磨法で
は、加工性が低く、量産化が困難という問題点が
あり、その対策として直接プレス成形法が有望視
されている。 直接プレス成形法とは、あらかじめ成形面を所
望の品質および精度に仕上げに非球面の成形用型
を用い、その型の上で加熱するか、あるいはあら
かじめ加熱した塊状の光学ガラスを、成形したの
みで光学ガラスレンズを製造する方法で、プレス
成形後に研磨、ラツプ等の後工程を必要としない
製造方法である。従つて、直接プレス成形法で
は、プレス成形されたままの光学ガラスレンズ
が、レンズの像形成品質が損われない優れた品質
と精度を有している必要があり、特に、非球面レ
ンズの成形では高い精度が要求される。 この要求を満たすために、型の材料としては、
高温度でガラスに対しての化学作用が最小である
こと、型の成形面に擦傷等の損傷を受け難いこ
と、熱衝撃に対する耐破壊性能が高いことなどが
必要である。この目的を達成するために、炭化タ
ングステン（WC）を主成分とする超硬合金又は
炭化チタン（TiC）、アルミナ（Al2O3）、窒化チ
タン（TiN）あるいは炭化クロム（Cr3C2）をそれ
ぞれ主成分とするサーメツト等の複合材を母材と
し、これを母材とした成形面の表面に貴金属層を
形成したプレス成形用型が適しているとして、
種々の検討が行なわれている。 しかしながら、母材として用いている超硬合金
やサーメツトは、炭化タングステン（WC）、炭
化チタン（TiC）、アルミナ（Al2O3）、窒化チタ
ン（TiN）又は炭化クロム（Cr3C2）等のセラミツ
クスを主成分とし、コバルト（Co）、ニツケル
（Ni）、モリブデン（Mo）等の活性な金属を結合
材として焼結したものであり、長時間にわたつて
プレス成形を行なうと、これらの金属が貴金属層
を通つて成形面に拡散し、ガラスと反応して固着
し易くなるという現象が起こり、このため、成形
面の形状精度や表面粗さが低下し、従つてプレス
成形した光学ガラスレンズの光学的性能が低下す
るという問題点があつた。 （発明の目的） 本発明は上記の欠点を解消するもので、高精度
の型加工が容易で、母材に含まれる金属成分が成
形面を形成する貴金属層に拡散しない高精度で長
寿命の、光学ガラス素子の直接プレス成形用型を
提供しようとするものである。 （発明の構成） 上記の目的を達成するために、本発明では、光
学ガラス素子のプレス成形用型の母材として、炭
化タングステン（WC）を主成分とする超硬合
金、あるいは炭化チタン（TiC）、アルミナ
（Al2O3）、窒化チタン（TiN）又は炭化クロム
（Cr3C2）をそれぞれ主成分とするサーメツトなど
の複合材を用い、これを母材とした成形面に、窒
化チタン（TiC）、炭化クロム（Cr3C2）、炭化チ
タン（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）、炭化珪素（SiC）、アルミナ（Al2O3）、
ジルコニア（ZrO2）、チタン（Ti）およびクロム
（Cr）の中から選ばれた少くとも一種からなる中
間層を介して、白金（Pt）が60重量パーセントな
いし99重量パーセント、残部がイリジウム
（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）の中から
選ばれた少くとも一種の元素の組成を有する貴金
属合金層を形成して光学ガラス素子のプレス成形
用型とする。 母材として用いる超硬合金あるいはサーメツト
は、研磨およびラツプ加工によつて高精度で、成
形面の表面粗さ（Rmax）0.002μｍの面精度が得
られるものである。 プレス成形に際して光学ガラスに直接接触する
貴金属層は、従来より光学ガラスを溶融する坩堝
材として使用される材料であり、光学ガラスと極
めて反応し難い性質を有するものである。 中間層として用いる窒化物の窒化チタン
（TiN）、炭化物の炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタ
ン（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）および炭化珪素（SiC）、ならびに酸化物
のアルミナ（Al2O3）およびジルコニア（ZrO2）
は、いずれも共有結合あるいはイオン結合のセラ
ミツクスであり、高温で軟化したり、また変形し
たりすることがない。さらにこの中間層は、超硬
合金やサーメツトに含有するコバルト（Co）、ニ
ツケル（Ni）、モリブデン（Mo）等の金属が、プ
レス成形に際して貴金属層を通つて成形面に析出
するのを防止する効果を有するものである。 母材と貴金属層との中間に、上記の窒化物、炭
化物あるいは酸化物の中から選んだ一種で一層の
中間層を形成することにより、母材に含有される
金属成分の成形面への拡散を十分防止することが
できるが、さらに中間層を複層とすることによ
り、相乗効果によつて拡散防止の効果を上げるこ
とができるようになる。また、中間層として、チ
タン（Ti）又はクロム（Cr）の層を、窒化物、
炭化物又は酸化物の層と母材および表面の貴金属
層との間に形成し、これらの３層からなる中間層
とすることにより、相互の密着力を向上するもの
である。 （実施例の説明） 本発明の実施例を第１図および第２図により、
また、第１表ないし第６表により説明する。 第１図は本発明による光学ガラス素子のプレス
成形用型の第１の実施例で、その上型１および下
型２の斜視図である。上下両型２および２とも
に、炭化タングステン（WC）を主成分とし、炭
化チタン（TiC）10重量パーセント、炭化タンタ
ル（TaC）10重量パーセントおよびコバルト
（Co）８重量パーセントの組成を有する超硬合金
（WC―10TiC―10TaC―8Co）の直径30mm、長さ
50mmの円柱状素材を用い、上型１には曲率半径が
46mmの凹形の成形面４とその周縁に４箇所の角形
の切欠き３を、下型２には曲率半径が200mmの凹
形の成形面５をそれぞれ放電加工により形成し、
さらにこれらの成形面４および５を超微細のダイ
ヤモンド粉末を用いてラツプし鏡面にした。 次に、鏡面に仕上つた成形面４および５上に、
PVD法（物理的気相成長法）又はCVD法（化学
的気相成長法）によつて、厚さ0.01μｍないし１
μｍの炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタン
（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）又は炭化珪素（SiC）の中間層をそれぞ
れ形成した上に、ロジウム15重量パーセントを混
合した白金―ロジウム合金（Pt―15Rh）の厚さ
２μｍの貴金属層をスパツタ法により形成した。 第２図は上述の上下のプレス成形用型１および
２の外径面にそれぞれ加熱器６および７を巻き付
けプレスの上下プランジヤ８および９に取り付け
た一部破断図である。なお、窒素雰囲気中でプレ
ス成形を行なうため、作業部分を覆い１０で囲ん
である。同図において、酸化鉛（PbO）が70重量
パーセント、酸化珪素（SiO2）が27重量パーセン
ト、残部が微量成分からなる酸化鉛系光学ガラス
の半径20mmの球状塊１１を原料供給治具１２で把
持し、トンネル形の予備加熱炉１３で加熱した
後、温度500℃に昇温した上下両型１および２の
間に、プレス圧力40Kg／cm2で２分間保持する。そ
のままの状態で上下両型１および２とともに温度
300℃まで冷却した後、上部プランジヤ８を戻し
て、成形された光学ガラスを取出し口１４より取
り出す。 このようなプレス成形を2000回繰返した後、上
下のプレス成形用上型１および下型２を取り外
し、それぞれの成形面４および５についてコバル
ト（Co）析出量は、XMA（Ｘ線マイクロアナラ
イザ）により、表面粗さは表面粗さ計により測定
し評価した。 以上のような試験を、中間層の材質と厚さを変
えた一対の型について繰り返し、その結果を第１
表に示した。 比較のために、本実施例と同じ組成を有する超
硬合金と白金―ロジウム合金を用い、超硬合金の
上に直接貴金属層を形成したプレス成形用型を作
成し、同じプレス成形条件で試験した結果を第１
表の末尾に記載した。 第１表から明らかなように、母材と貴金属層と
の間に、炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタン
（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）又は炭化珪素（SiC）の中間層を設ける
ことにより、母材に含まれるコバルト（Co）の
成形面４および５への析出を防止するとともに、
成形面４および５の表面粗さの低下を防いでい
る。また、成形された光学ガラス素子は極めて優
れた光学的性能を有していた。 これに対し、中間層のないプレス成形用型は、
試験終了後の成形面４および５に多量のコバルト
（Co）が析出し、成形面４および５の変色と、表
面粗さの低下とが認められた。その結果、プレス
成形した光学ガラス素子の光学的性能は初期の成
形品に比べ相当な低下が認められた。
【表】
第２の実施例は、母材として炭化チタン
（TiC）を主成分とし炭化ニオブ（NbC）５重量
パーセント、ニツケル（Ni）９重量パーセント
の組成を有するサーメツト（TiC―5NbC―9Ni）
を、中間層材として炭化クロム（Cr3C2）、炭化
チタン（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタ
ル（TaC）又は炭化珪素（SiC）を、貴金属層材
としてイリジウム（Ir）10重量パーセント、パラ
ジウム（Pd）10重量パーセントを混合した白金
―イリジウム―パラジウム合金（Pt―10Ir―
10Pd）をそれぞれ用い第１の実施例と同じ加工
法で上下のプレス成形用型１および２を作成し
た。さらに、比較のために、上記の母材および貴
金属層材を用い中間層を設けない上下のプレス成
形用型１および２も作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第２表に
示した。 第２表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるニツケル（Ni）が成形面４
および５に析出するのを防止するとともに、成形
面４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも極
めて優れた光学的性能を示した。これに対し、中
間層のないプレス成形用型１および２は、試験終
了後、成形面４および５に多量のニツケル
（Ni）が析出し、成形面４および５の変色と表面
粗さの低下とが認められた。その結果、プレス成
形した光学ガラス素子にも、光学的性能が、初期
の成形品に比べ相当に低下するのが認められた。 第３の実施例は、母材としてアルミナ
（Al2O3）を主成としクロム（Cr）25重量パーセン
トの組成を有するサーメツト（Al2O3―25Cr）
を、中間層材として窒化チタン（TiN）、炭化ク
ロム（Cr3C2）、アルミナ（Al2O3）又はジルコニ
ア（ZrO2）を、貴金属層材としてロジウム（Rh）
10重量パーセント、オスミウム（Os）７重量パ
ーセントおよびルテニウム（Ru）７重量パーセ
ントを混合した白金―ロジウム―オスミウム―ル
テニウム合金（Pt―10Rh―7Os―7Ru）をそれぞ
れ用い第１の実施例と同じ加工法で上下のプレス
成形用型１および２を作成し
（TiC）を主成分とし炭化ニオブ（NbC）５重量
パーセント、ニツケル（Ni）９重量パーセント
の組成を有するサーメツト（TiC―5NbC―9Ni）
を、中間層材として炭化クロム（Cr3C2）、炭化
チタン（TiC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタ
ル（TaC）又は炭化珪素（SiC）を、貴金属層材
としてイリジウム（Ir）10重量パーセント、パラ
ジウム（Pd）10重量パーセントを混合した白金
―イリジウム―パラジウム合金（Pt―10Ir―
10Pd）をそれぞれ用い第１の実施例と同じ加工
法で上下のプレス成形用型１および２を作成し
た。さらに、比較のために、上記の母材および貴
金属層材を用い中間層を設けない上下のプレス成
形用型１および２も作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第２表に
示した。 第２表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるニツケル（Ni）が成形面４
および５に析出するのを防止するとともに、成形
面４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも極
めて優れた光学的性能を示した。これに対し、中
間層のないプレス成形用型１および２は、試験終
了後、成形面４および５に多量のニツケル
（Ni）が析出し、成形面４および５の変色と表面
粗さの低下とが認められた。その結果、プレス成
形した光学ガラス素子にも、光学的性能が、初期
の成形品に比べ相当に低下するのが認められた。 第３の実施例は、母材としてアルミナ
（Al2O3）を主成としクロム（Cr）25重量パーセン
トの組成を有するサーメツト（Al2O3―25Cr）
を、中間層材として窒化チタン（TiN）、炭化ク
ロム（Cr3C2）、アルミナ（Al2O3）又はジルコニ
ア（ZrO2）を、貴金属層材としてロジウム（Rh）
10重量パーセント、オスミウム（Os）７重量パ
ーセントおよびルテニウム（Ru）７重量パーセ
ントを混合した白金―ロジウム―オスミウム―ル
テニウム合金（Pt―10Rh―7Os―7Ru）をそれぞ
れ用い第１の実施例と同じ加工法で上下のプレス
成形用型１および２を作成し
【表】
た。さらに、比較のために、上記の母材と貴金属
層材を用い中間層を設けない上下のプレス成形用
型１および２も作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第３表に
示した。 第３表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるクロム（Cr）が成形面４お
よび５に析出するのを防止するとともに、成形面
４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも極
めて優れた光学的性能を示した。これに対し、中
間層のないプレス成形用型は、試験終了後、成形
面４および５に多量のクロム（Cr）の析出、成
形面４および５の変色と、表面粗さの低下とが認
められた。その結果、プレス成形した光学ガラス
素子にも、光学的性能が、初期の成形品に比べ相
当に低下するのが認められた。 第４図の実施例は、母材として窒化チタン
（TiN）を主成分とし炭化チタン（TiC）30重量
パーセン
層材を用い中間層を設けない上下のプレス成形用
型１および２も作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第３表に
示した。 第３表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるクロム（Cr）が成形面４お
よび５に析出するのを防止するとともに、成形面
４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも極
めて優れた光学的性能を示した。これに対し、中
間層のないプレス成形用型は、試験終了後、成形
面４および５に多量のクロム（Cr）の析出、成
形面４および５の変色と、表面粗さの低下とが認
められた。その結果、プレス成形した光学ガラス
素子にも、光学的性能が、初期の成形品に比べ相
当に低下するのが認められた。 第４図の実施例は、母材として窒化チタン
（TiN）を主成分とし炭化チタン（TiC）30重量
パーセン
【表】
【表】
ト、モリブデン（Mo）７重量パーセントの組成
を有するサーメツト（TiN―30TiC―7Mo）を、
中間層材として窒化チタン（TiN）、炭化チタン
（TiC）、炭化タンタル（TaC）、炭化珪素（SiC）
又はジルコニア（ZrO2）を、貴金属層材としてオ
スミウム（Os）５重量パーセント、パラジウム
（Pd）５重量パーセント、イリジウム（Ir）５重
量パーセントおよびルテニウム（Ru）５重量パ
ーセントを混合した白金―オスミウム―パラジウ
ム―イリジウム―ルテニウム合金（Pt―50s―
5Pd―5Ir―5Ru）をそれぞれ用い、第１の実施例
と同じ加工法で上下のプレス成形用型１および２
を作成した。さらに、比較のために、上記の母材
および貴金属層材を用い中間層を設けない上下の
プレス成形用型１および２も作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第４表に
示した。 第４表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるモリブデン（Mo）が成形面
４および
を有するサーメツト（TiN―30TiC―7Mo）を、
中間層材として窒化チタン（TiN）、炭化チタン
（TiC）、炭化タンタル（TaC）、炭化珪素（SiC）
又はジルコニア（ZrO2）を、貴金属層材としてオ
スミウム（Os）５重量パーセント、パラジウム
（Pd）５重量パーセント、イリジウム（Ir）５重
量パーセントおよびルテニウム（Ru）５重量パ
ーセントを混合した白金―オスミウム―パラジウ
ム―イリジウム―ルテニウム合金（Pt―50s―
5Pd―5Ir―5Ru）をそれぞれ用い、第１の実施例
と同じ加工法で上下のプレス成形用型１および２
を作成した。さらに、比較のために、上記の母材
および貴金属層材を用い中間層を設けない上下の
プレス成形用型１および２も作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第４表に
示した。 第４表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるモリブデン（Mo）が成形面
４および
【表】
５に析出するのを防止するとともに、成形面４お
よび５の表面粗さの低下を防いでいる。また、プ
レス成形された光学ガラス素子は何れも極めて優
れた光学的性能を示した。これに対し、中間層の
ないプレス成形用型は、試験終了後、成形面４お
よび５に多量のモリブデン（Mo）が析出し、成
形面４および５の変色と表面粗さの低下とが認め
られた。その結果、プレス成形した光学ガラス素
子にも、光学的性能が、初期の成形品に比べて相
当に低下するのが認められた。 第５の実施例は、母材として炭化クロム
（Cr3C2）を主成分としニツゲル（Ni）13重量パー
セントの組成を有するサーメツト（Cr3C2―
13Ni）を、中間層材として炭化クロム
（Cr3C2）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）、炭化珪素（SiC）又はアルミナ
（Al2O3）を、貴金属層材としてロジウム（Rh）10
重量パーセント、オスミウム（Os）８重量パー
セント、イリジウム（Ir）８重量パーセント、ル
テニウム（Ru）６重量パーセントおよびパラジ
ウム（Pd）６重量パーセントを混合した白金―
ロジウム―オスミウム―イリジウム―ルテニウム
―パラジウム合金（Pt―10Rh―80s―8Ir―6Ru―
6Pd）をそれぞれ用いて第１の実施例と同じ加工
法で上下のプレス成形用型１および２を作成し
た。さらに、比較のために、上記の母材および貴
金属層材を用い中間層を設けない上下のプレス成
形用型４および５を作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第５表に
示した。 第５表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるニツケル（Ni）が成形面４
および５に析出するのを防止するとともに、成形
面４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも極
めて優れた光学的性能を示した。これに対し、中
間層のないプレス成形用型１および２は、試験終
了後、成形面４および５に多重のニツケル
（Ni）が析出し、成形面４および５の変色と表面
粗さの低下とが認められた。その結果、プレス成
形した光学ガラス
よび５の表面粗さの低下を防いでいる。また、プ
レス成形された光学ガラス素子は何れも極めて優
れた光学的性能を示した。これに対し、中間層の
ないプレス成形用型は、試験終了後、成形面４お
よび５に多量のモリブデン（Mo）が析出し、成
形面４および５の変色と表面粗さの低下とが認め
られた。その結果、プレス成形した光学ガラス素
子にも、光学的性能が、初期の成形品に比べて相
当に低下するのが認められた。 第５の実施例は、母材として炭化クロム
（Cr3C2）を主成分としニツゲル（Ni）13重量パー
セントの組成を有するサーメツト（Cr3C2―
13Ni）を、中間層材として炭化クロム
（Cr3C2）、炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル
（TaC）、炭化珪素（SiC）又はアルミナ
（Al2O3）を、貴金属層材としてロジウム（Rh）10
重量パーセント、オスミウム（Os）８重量パー
セント、イリジウム（Ir）８重量パーセント、ル
テニウム（Ru）６重量パーセントおよびパラジ
ウム（Pd）６重量パーセントを混合した白金―
ロジウム―オスミウム―イリジウム―ルテニウム
―パラジウム合金（Pt―10Rh―80s―8Ir―6Ru―
6Pd）をそれぞれ用いて第１の実施例と同じ加工
法で上下のプレス成形用型１および２を作成し
た。さらに、比較のために、上記の母材および貴
金属層材を用い中間層を設けない上下のプレス成
形用型４および５を作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第５表に
示した。 第５表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるニツケル（Ni）が成形面４
および５に析出するのを防止するとともに、成形
面４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも極
めて優れた光学的性能を示した。これに対し、中
間層のないプレス成形用型１および２は、試験終
了後、成形面４および５に多重のニツケル
（Ni）が析出し、成形面４および５の変色と表面
粗さの低下とが認められた。その結果、プレス成
形した光学ガラス
【表】
素子にも光学的性能が初期の成形品に比べ相当に
低下するのが認められた。 第６の実施例は、母材として炭化タングステン
（WC）を主成分とし炭化チタン（TiC）10重量パ
ーセント、炭化タンタル（TaC）10重量パーセン
ト、コバルト（Co）８重量パーセントの組成を
有する超硬合金を、中間層材として窒化チタン
（TiN）、炭化チタン（TiC）、炭化タンタル
（TaC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化珪素（SiC）、
ジルコニア（ZrO2）、アルミナ（Al2O3）、チタン
（Ti）又はクロム（Cr）の中からそれぞれ２種を
選び複層とし、貴金属層材としてロジウム
（Rh）15重量パーセントを混合した白金―ロジウ
ム合金（Pt―15Rh）をそれぞれ用い第１の実施
例と同じ加工法で上下のプレス成形用型１および
２を作成した。さらに、比較のために、上記の母
材および貴金属層材を用い中間層を設けない上下
のプレス成形用型１および２を作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第６表―
１ないし６に示した。
低下するのが認められた。 第６の実施例は、母材として炭化タングステン
（WC）を主成分とし炭化チタン（TiC）10重量パ
ーセント、炭化タンタル（TaC）10重量パーセン
ト、コバルト（Co）８重量パーセントの組成を
有する超硬合金を、中間層材として窒化チタン
（TiN）、炭化チタン（TiC）、炭化タンタル
（TaC）、炭化ニオブ（NbC）、炭化珪素（SiC）、
ジルコニア（ZrO2）、アルミナ（Al2O3）、チタン
（Ti）又はクロム（Cr）の中からそれぞれ２種を
選び複層とし、貴金属層材としてロジウム
（Rh）15重量パーセントを混合した白金―ロジウ
ム合金（Pt―15Rh）をそれぞれ用い第１の実施
例と同じ加工法で上下のプレス成形用型１および
２を作成した。さらに、比較のために、上記の母
材および貴金属層材を用い中間層を設けない上下
のプレス成形用型１および２を作成した。 これらのプレス成形用型１および２を用い、第
１の実施例と同じ手順で試験した結果を第６表―
１ないし６に示した。
【表】
【表】
【表】
第６表から明らかなように、これらの中間層
は、母材に含まれるコバルト（Co）が成形面４
および５に析出するのを防止するとともに、成形
面４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも優
れた光学的性能を示した。これに対し、中間層の
ないプレス成形用型１および２は、試験終了後、
成形面４および５に多量のコバルト（Co）が析
出し、成形面４および５の変色と表面粗さの低下
とが認められた。その結果、プレス成形した光学
ガラス素子にも、光学的性能が初期の成形品に比
べ相当に低下するのが認められた。 以上のように、母材と貴金属層との間に中間層
を形成することにより、格段に優れた耐久性を有
する光学ガラス素子のプレス成形用型が得られ
た。 なお、中間層を３層あるいは４層構造にするこ
とにより、さらに耐久性が高くなることは言うま
でもない。また、切欠き３と成形面４および５の
形状は、本実施例の形状に限定されるものでな
く、プリズム、フイルタ等の形状でも良いことは
言うまでもないことである。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、従来用
いられている光学ガラス素子のプレス成形用型に
比べて、母材に含まれる金属成分の成形面への析
出を大幅に低減させることができ、また、成形面
の表面粗さの変化も殆んどなく、光学的性能の極
めて優れた光学ガラス素子の直接プレス成形を可
能とするプレス成形用型が得られる。 また、2000回のプレス成形が可能な長寿命によ
り、型の交換回数が大幅に減り、高精度の光学ガ
ラス素子の大量生産を可能にし、生産性の向上と
製造コストの低減に著しい効果がある。
は、母材に含まれるコバルト（Co）が成形面４
および５に析出するのを防止するとともに、成形
面４および５の表面粗さの低下を防いでいる。ま
た、プレス成形された光学ガラス素子は何れも優
れた光学的性能を示した。これに対し、中間層の
ないプレス成形用型１および２は、試験終了後、
成形面４および５に多量のコバルト（Co）が析
出し、成形面４および５の変色と表面粗さの低下
とが認められた。その結果、プレス成形した光学
ガラス素子にも、光学的性能が初期の成形品に比
べ相当に低下するのが認められた。 以上のように、母材と貴金属層との間に中間層
を形成することにより、格段に優れた耐久性を有
する光学ガラス素子のプレス成形用型が得られ
た。 なお、中間層を３層あるいは４層構造にするこ
とにより、さらに耐久性が高くなることは言うま
でもない。また、切欠き３と成形面４および５の
形状は、本実施例の形状に限定されるものでな
く、プリズム、フイルタ等の形状でも良いことは
言うまでもないことである。 （発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、従来用
いられている光学ガラス素子のプレス成形用型に
比べて、母材に含まれる金属成分の成形面への析
出を大幅に低減させることができ、また、成形面
の表面粗さの変化も殆んどなく、光学的性能の極
めて優れた光学ガラス素子の直接プレス成形を可
能とするプレス成形用型が得られる。 また、2000回のプレス成形が可能な長寿命によ
り、型の交換回数が大幅に減り、高精度の光学ガ
ラス素子の大量生産を可能にし、生産性の向上と
製造コストの低減に著しい効果がある。
第１図は本発明の光学ガラス素子のプレス成形
用型の斜視図、第２図は成形プレスの作業部分の
一部破断図である。 １……上型、２……下型、３……切欠き、４，
５……成形面、６，７……加熱器、８，９……プ
ランジヤ、１０……覆い、１１……光学ガラスの
球状塊、１２……原料供給治具、１３……予備加
熱炉、１４……取出し口。
用型の斜視図、第２図は成形プレスの作業部分の
一部破断図である。 １……上型、２……下型、３……切欠き、４，
５……成形面、６，７……加熱器、８，９……プ
ランジヤ、１０……覆い、１１……光学ガラスの
球状塊、１２……原料供給治具、１３……予備加
熱炉、１４……取出し口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属とセラミツクスからなる複合材を母材と
し、これに窒化物、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
属層を形成したことを特徴とする光学ガラス素子
のプレス成形用型。 ２ 金属とセラミツクスからなる複合材が、炭化
タングステン（WC）を主成分とする超硬合金、
あるいは炭化チタン（TiC）、アルミナ
（Al2O3）、窒化チタン（TiN）、炭化クロム
（Cr3C2）をそれぞれ主成分とするサーメツトであ
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 中間層の窒化物が窒化チタン（TiN）、炭化
物が炭化クロム（Cr3C2）、炭化チタン（TiC）、
炭化ニオブ（NbC）、炭化タンタル（TaC）又は
炭化珪素（SiC）、酸化物がアルミナ（Al2O3）、
又はジルコニア（ZrO2）、金属がチタン（Ti）又
はクロム（Cr）であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の光学ガラス素子
のプレス成形用型。 ４ 貴金属層が、白金（Pt）が60重量パーセント
ないし99重量パーセント、残部がイリジウム
（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）の中から
選ばれた少くとも一種の元素とからなる組成を有
する白金合金であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項、第２項又は第３項記載の光学ガラス
素子のプレス成形用型。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59259328A JPS61136928A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 光学ガラス素子のプレス成形用型 |
| US06/807,230 US4721518A (en) | 1984-12-10 | 1985-12-10 | Mold for press-molding glass elements |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59259328A JPS61136928A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 光学ガラス素子のプレス成形用型 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS61136928A JPS61136928A (ja) | 1986-06-24 |
| JPS6228093B2 true JPS6228093B2 (ja) | 1987-06-18 |
Family
ID=17332562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59259328A Granted JPS61136928A (ja) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | 光学ガラス素子のプレス成形用型 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4721518A (ja) |
| JP (1) | JPS61136928A (ja) |
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