KR900000622B1 - 광학유리소자의 성형방법 및 광학유리소자의 프레스 성형금형 - Google Patents

광학유리소자의 성형방법 및 광학유리소자의 프레스 성형금형 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

광학유리소자의 성형방법 및 광학유리소자의 프레스 성형금형
제1도는 본 발명의 광학유리소자의 성형에 사용한 프레스성형금형의 사시도.
제2도는 본 발명의 광학유리소자의 성형에 사용한 프레스 성형장치의 단면사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 상부금형 2 : 하부금형
3 : 절취부 4, 5 : 오목형상 성형면
6, 7 : 히이터 8, 9 : 풀런저
10 : 덮게 11 : 광학유리의 구형상 덩어리
12 : 원료공급치구 13 : 예비가열로
14 : 인출구
본 발명은, 광학유리소자, 특히 렌즈 및 프리즘의 성형방법에 관한 것이다.
근년에, 광학유리소자, 특히 광학유리렌즈는 광학기기에 있어서의 렌즈구성의 간략화와 렌즈부분의 경량화의 양쪽을 동시에 달성할수 있는 비구면화(非球面化)의 방향으로 가고있다. 이 비구면렌즈의 제조에 있어서, 종래부터 사용되고 있는 광학연마법은 가공법 및 양산성에 문제가 있어, 광학유리를 가열가압해서 초정밀하게 성형하는 방법(직접 프레스 성형법)이 유망시되고 있다.
이직접 프레스 성형법이란, 제1도에 표시한 바와같이, 미리 소망의 면품질 및 면정밀도로 마무리한 비구면 형상의 주형위에 광학유리의 덩어리 형상물을 열가압하거나, 혹은 미리가열한 광학유리의 덩어리 형상물을 열간프레스하여 광학 유리소자를 형성하는 방법이다.
상기 직접프레스 성형법에 의해서 제조한 광학유리 소자의 광학특성은 종래의 광학연마법에의한 광학유리소자 보다도 우수하지 않으면 안된다. 특히 비구면렌즈의 경우, 대단히 높은 면정밀도로 성형되어 있어야한다는 것이 요구된다. 따라서 직접프레스 성형법에 사용하는 금형으로서, 고온도 하에서 광학 유리에 대한 화학작용이 최소라야 한다는 것, 금형의 프레스 성형면이 찰과상등의 손상을 잘받지않는 다는것, 급열, 급냉이 가능한 내열충격성이 뛰어나 있어야 한다는 것등의 성질이 필요하다.
직접 프레스 성형법에 사용하는 금형으로서, 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4)등의 비산화물을 사용한것, 혹은 고밀도 카아본상에 탄화규소(SiC)등을 코우팅 한것등이 재검토되고 있다.
그러나, Sic, Si3N4등의 비산화물은, 극히 고경도이기 때문에, 이들을 구면 혹은 비구면 형상으로 고정밀도하게 가공하는 것은 대단히 곤란하다. 또 이들 재료는, 모두 소결에 의해서 제작되고 있기 때문에, 소결조제로서 첨가되고 있는 물질과 광학유리가 반응을 일으키기 쉬워서 고정밀도하게 광학유리 소자를 성형 할수 없다. 고정밀한 카아본 상에 SiC를 코우팅한 금형도, 코우팅막이 베타탄화규소(β-SiC )이기 때문에 산화연이나 알카리 원소를 다량으로 함유한 광학유리와는 반응을 일으키기 쉬워서, 고정밀한 광학유리소자의 성형에는 적합하지 않다.
한편, 광학유리 용융용 도가니 재료로서 백금을 비롯한 벌크의 귀금속 합금을 사용하는 것이 공지되어 있으나, 벌크의 귀금속 합금의 기계적 성질, 예를들면 강도 혹은 경도는 다른 재료에 비해서 뒤떨어져 있다. 그때문에, 귀금속 합금이 가진 광학유리와의 난반응성(難反應性)혹은 내산화성과 같은 성질이 광학유리소자의 제조에 관해서 충분히 활용되고 있다고는 말하기 어렵다.
일반적으로 박막의 여러가지의 물성은 벌크의 그것과는 다른 거동을 나타낸다는 것이 알려져 있고, 박막의 기계적 성질도 벌크의 그것과는 다른 것이된다. 구체적으로는, 박막의 기계적 성질쪽이 벌크의 그것보다도 뛰어난 것이된다. 즉, 귀금속 합금의 박막쪽이 벌크의 귀금속 합금보다 기계적 성질이 뛰어난 것이된다.
이상의 일로, 광학유리와의 난반응성, 내산화성에 뛰어난 귀금속 합금을 박막화 하므로서 기계적 성질이 개선된 광학유리 소자의 프레스 성형 금형으로 사용할수 있다.
본 발명은 프레스 성형후의 연마공정을 필요로 하지않는 고정밀도한 광학유리 소자의 성형방법에 관한것이다.
즉, 귀금속 합금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형으로 열연화한 광학유리를 열간 가압처리 하여, 높은 표면 품질과 높은 표면정밀도를 가진 광학유리소자를 성형하는 방법 및 성형에 사용하는 프레스 성형금형에 관한것이다.
본 발명의 목적은 광학유리 소자를 값싸게 제조하는데 있으며 다른 목적은 높은 표면 품질과 높은 표면정밀도의 광학유리소자를 제조하는데 있다. 즉, 본 발명의 목적은 높은 표면품질과 높은 표면 정밀도의 광학유리 소자를 값싸게 제조하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은 높은 표면 품질과 높은 표면정밀도의 광학유리 소자 형상으로 성형 할수 있는 프레스 성형금형을 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은, 소망의 형상이면서도 높은 표면품질과 높은 표면정밀도를 가지며 또한 값싸게 제조된 광학유리 소자를 제공하는데 있다.
상기 목적은 귀금속 합금의 박막을 피복한 프레스 성형금형으로, 소망의 소자 형상으로 열과 압력을 가해서 광학유리 소자 형상으로 성형하는 본 발명에 의해서 달성된다.
광학유리 소자의 성형공정은, (1) 사전가열처리에 의해 연화된 광학유리 덩어리를 제작하는 공정, (2) 연화된 광학유리 덩어리를 귀금속 합금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형으로 열간 가압처리를 행하여 소망의 소자형상으로 성형하는 공정, (3) 성형된 광학유리 소자를 프레스 성형금속에 유지한 상태에서 광학 유리의 어니이링 온도 이하까지 냉각하는 공정, (4) 성형된 광학유리 소자를 프레스 성형금형으로부터 꺼내는 공정으로 이루어진다.
광학유리소자의 성형에서 특히 중요한 것은, 높은 표면품질과 높은 표면정밀도의 광학유리 소자를 생산해내는 프레스 성형금형이다. 용해 혹은 연화한 광학 유리를 프레스 성형금형으로 성형하면, 성형금형의 표면조직이 정확하게 과학유리소자에 전사되는 것이 알려져 있으므로, 높은 표면품질과 높은 표면정밀도의 광학유리소자를 성형하기 위해서는 프레스 성형금형의 프레스 성형면이 높은 표면 품질과 높은 표면 정밀도라야 할 필요가 있다.
또 광학 유리소자를 다수회 성형해도, 높은 표면품질과 높은 표면정밀도를 가진 프레스 성형금형의 프레스 성형면이 변화하지 않을 것이 요구되며, 프레스 성형금형의 프레스 성형면에 광학유리가 고착 또는 반응해서는 안된다는 것은 말할필요도 없다. 광학유리 소자의 프레스 성형 금형으로서, 본 발명의 귀금속 합금의 박막을 피복시킨 프레스 성형금형을 사용하므로서 이와같은 문제점이 해결된다.
귀금속, 광학유리와 화학적 작용이 최소이나, 강도나 경도와 같은 기계적 성질은 다른재료보다 못하기 때문에, 귀금속을 합금화 하므로서 기계적 성질을 개선한다. 광학유리소자의 프레스 성형금형에 사용하는 귀금속 합금으로서 바람직한 합금은 백금이 99~30중량%, 나머지가 이리듐, 오스뮴, 팔라듐, 로듐 및 루테늄 중에서 적어도 1개의 원소로 이루어진 합금이다. 이조성 범위의 귀금속 합금의 기계적 성질은 백금 단독보다도 뛰어나며, 광학유리와의 반응도 없다. 귀금속 합금을 박막으로하면, 기계적 성질은 벌크의 그것보다도 향상된다. 귀금속 합금의 박막을 금속 및 세라믹스로된 기계적 성질이 뛰어난 복합재료로 피복하므로서, 그 기계적 성질은 상승효과에 의해서 격단으로 향상된다. 여기서 금속 및 세라믹스로 이루어지는 복합재료는, 바람직하게는 텅스텐카아바이드를 주성분으로 하는 초경합금, 티탄카아 바이드를 주성분으로 하는 사이메트, 알루미나를 주성분으로 하는 사아메트, 티탄나이트라이드를 주성분으로 하는 사아메트, 크롬 카아바이드를 주성분으로 하는 사아메트이다. 이들 복합재료는 귀금속 합금과 열팽차 계수가 잘일치하고 있으며, 귀금속 합금의 박막속에 내부변형이 적고, 귀금속 합금과 복합재료와의 접착력이 뛰어나다. 이들 복합 재료는 비교적 단시간에 다이아몬드등의 바아트와 초미세한 다이아몬드 연마가루를 사용해서 높은 표면품질과 높은 표면 정밀도로 소망의 소자 형상으로 가공할수 있다. 이와같이 가공한 복합재료에 귀금속 합금의 박막을 피복하므로서 높은 표면 품질과 높은 표면정밀도의 프레스 성형 금형을 제작할 수 있다.
또는, 금속 및 세라믹스로 이루어지는 복하재료에 귀금속 합금의 박막을 피복하고, 귀금속 합금의 박막을 다이아몬드의 바이트 혹은 초미세한 연마가구로 높은 표면 품질과 높은 표면정밀도로 가공해서 프레스 성형 금형을 제작해도 된다.
이상과 같이, 광학유리와의 난반응성, 내산화성, 기계적 성질이 우수하고, 또한 높은 표면품질과 높은 표면 정밀도를 가진 귀금속 합금의 박막을 피복한 프레스 성형금형을 사용하므로서, 높은 표면품질과 높은 표면 정밀도의 공학유리 소자를 값싸게 그리고 다량으로 성형하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 실시예를 제1도 및 제2도 및 표1에 이해서 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 광학유리소자의 성형에 사용한 성형금형의 상부금형(1) 및 하부금형(2)의 사시도이다. 상부금형(1) 및 하부금형(2) 공히 탄화 텅스턴(WC)을 주성분으로 하고, 탄화티탄(TiC) 10중량%, 탄화탄탈(TaC) 10중량% 및 코발트(CO)8중량%의 조성을 지니는 조경합금(WC-10TaC-10TaC-8Co)의 직경 30mm, 길이 50mm의 원주형상 소재를 사용했다. 상부금형(1)에는 곡률반경이 46mm의 오목형상의 성형면(4)과 주연에 4개소에 각형상의 절취부(3)를, 하부금형(2)에는 곡률반경 200mm의 오목형상의 성형면(5)을 각각 방전가공에 의해서 형성하고, 다시 이들성형면(4) 및 (5)을 초미세한 다이아몬드 분말을 사용해서 래핑하여 경면가공하며, 다음에 경면으로 마무리된 성형면(4) 및 (5)위에 이리듐 40중량%를 혼합한 백금이리듐합금(Pt-40Ir)의 두께2㎛의 귀금속 합금 박막을 스퍼터링법에 의해 형성된다.
제2도는 상기한 상하의 성형금형(1) 및 (2)의 외경면에 각각 히이터(6) 및 (7)를 감고, 프레스의 상하 풀린저(8) 및 (9)에 부착한 일부파단도이다. 또한, 질소분위기 속에서 성형을 행하므로 작업부분을 덮게(10)로 둘러싼다. 제2도에 있어서, 산화연(PbO)이 70중량%, 산화규소(SiO2)가 27중량%, 나머지가 미량성분으로 이루어지는 산화연계 광학유리의 반경 20mm의 구형상 덩어리(11)를 원료공급치구(12)로 파지하고, 터널형상의 예비 가열로(13)로 가열한후, 온도 500℃로 승온한 상하양금형(1) 및 (2)의 사이에 프레스압력 40kg/㎠로 2분간 유지한다. 그상태 그대로 상하양금형(1) 및 (2)을 공히 온도 300℃까지 냉각한후, 상부 풀런저(8)를 복귀시켜서 성형된 광학유리 소자를 인출구(14)로부터 꺼낸다. 이와같은 프레스 성형을 300회 반복한후, 성형 상부금형(1) 및 하부금형(2)을 떠내어 각각의 성형면(4) 및 (5)에 대해서 형상정밀도 및 표면거치름을 측정했다. 또, 성형한 광학유리소자의 광학성능도 측정했다.
이상과 같은 시험을 귀금속 합금의 박막의 조성을 바꾼 한쌍의 성형 금형에 대해서 반복하고, 그 결과를 표1에 표시했다.
비교를 위하여, 본원 특허청구범위외의 귀금속 합금을 초경합금위에 형성한 성형금형을 제작하여 같은 성형조건으로 시험한 결과를 표1에 기재했다.
표1에서 명백한 바와 같이 본 발명의 성형금형을 사용해서 광학유리 소자를 성형하면, 광학 특성이 뛰어난 광학유리 소자를 값싸고도 다량으로 제조할수 있는것을 알수 있다. 300회 광학 유리를 성형한 후에도 성형금형의 표면거치름 및 형상정밀도는 변화되어있지 않았다. 본 발명의 성형금형은, 광학유리와 반응하지 않을것, 내산화성에 뛰어날것, 강도 혹은 경도와같은 기계적 성질에 뛰어나 있어야 한다고 하는 장점을 가지고 있다.
또, 다이아몬드의 바이트 및 연마가루를 사용해서, 약 1시간이라고 하는 단시간에 높은 표면품질과 높은 표면정밀도로 가공할수 있다고 하는 장점이 있다.
이에 비해서, 본원특허청구의 범위외로해서 기재한 성형금형을 사용한 광학유리소자에는, 미세한 상처 혹은 형성변화가 발생하고, 광학특성은 저하되어 있었다. 또, 극히 소량의 광학유리가 성형금형에 고착되어, 금형 및 성형한 광학유리소자가 하얗게 탁해지는 현상도 있었다.
또한, 본 실시예에서는 WC-10TiC-10TaC-8Co조성의 초경합금을 사용했으나, 초경합금 조성은 상기조성에 한정되는 것은 아니고, WC를 주성분으로 하고 기타의 첨가물로서 예를 들면 NbC, Mo2C, Cr3C2, VC, Ni등을 함유한것도 사용할수 있다. 또, 절취부(3)와 성형면(4) 및 (5)의 형상은, 본 실시예의 형상에 한정되는 것은 아니고, 프리즘, 필터등의 형상이라도 되는것을 말할필요도 없다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
주)① 시료 No, 의 오른쪽의 *표는 비교예를 표시한다.
② 300회 성형후의 형상정밀도의 항목에서의 O표는 성형금형의 형상정밀도가 변화하고 있지 않다는 것을 표시함.
③ 성형한 광학유리소자의 광학특성의 항목에서 O표는 광학유리소자의 광학특성이 양호하다는 것을 표시하고, ×표는 광학유리소자의 광학특성이 불량하다는 것을 표시함.
[실시예 2]
실시예 1과 마찬가지의 방법으로, 탄화티탄(TiC)을 주성분으로하고, 탄화니오븀(NbC)5중량%, 니켈(Ni)9중량% 조성을 가진 사아메트(TiC-5NbC-9Ni)에 이리듐(Ir)40중량%을 혼합한 백금 이리듐합금(Pt-40Ir)의 두께 2㎛의 귀금속 합금박막을 스퍼터링법에 의해 형성하여, 성형금형(1) 및 (2)를 제작했다. 또한 비교를 위하여 상기의 모재에 본원특허청구의 범위외의 귀금속 합금의 박막을 형성한 성형금형을 제작했다.
이들 성형금형(1) 및 (2)를 사용해서, 실시예 1과 같은 순서로 시험한 결과를 표2에 표시했다.
표2에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 성형방법에 따라서 광학유리소자를 성형하면, 광학특성이 뛰어난 광학유리소자를 값싸고도 다량으로 제조할수있다는것을 알수 있다. 300회 광학유리를 성형한 후에도 성형금형의 표면거치름 및 형상 정밀도를 변화되어 있지 않다.
이에 비해서, 본원 특허청구의 범위외로서 기재한 성형금형을 사용한 광학유리소자에는 미세한 상처 혹은 형성변화가 발생하고 광학특성은 저하되고 있었다. 또, 극히 소량의 광학유리가 성형금형에 고착되어, 금형 및 성형한 광학유리 소자가 하얗게 탁해지는 현상도 있었다.
또한, 본실시예에서는 (TiC-5NbC-9Ni)조성의 사아메트를 사용했으나, 사아메트 조성은, 상기조성에 한정되는 것은 아니고, TiC를 주성분으로하고, 기타의 첨가물로서 예를 들면 TiN, TaC, Mo2C, Cr3C2, VC, ZrC, Mo, Co, Cr등을 함유한것도 사용할수 있다.
Figure kpo00006
Figure kpo00007
Figure kpo00008
Figure kpo00009
Figure kpo00010
Figure kpo00011
주) ① 시료 No. 오른쪽의 *표는 비교예를 표시한다.
② 300회 성형후의 형상정밀도의 항목에서의 O표는 성형금형의 형상정밀도가 변화하고 있지 않다는 것을 표시함.
③ 성형한 광학유리소자의 광학특성의 항목에서의 O표는 광학유리소자의 광학특성이 양호하다는 것을 표시하고, ×표는 광학유리소자의 광학특성이 불량하다는 것을 표시함.
[실시예 3]
상부금형(1) 및 하부금형(2) 공히, 질화티탄(TiN)을 주성분으로하고, 탄화티탄(TiC)30중량%, 및 몰리브덴(Mo)7중량%의 조성을 가진 사아메트(TiN-30TiC-7Mo)의 직경mm, 길이 50mm의 원주형상 소재를 사용했다. 상부금형(1)에는 굴곡률 반경이 25mm의 오목형상의 성형면(4)과 그 주연에 6개소의 각형상의 절취부(3)를, 하부금형(2)에는 곡률반경 100mm의 오목형상의 성형면(5)을 각각 방전가공에 의해서 형성하고, 또한 이들 성형면(4) 및 (5)을 정밀한 NC연삭기로 연삭가공해서 형상정밀도를 내고, 래핑 및 폴리슁하여 경면가공했다.
다음에, 경면으로 마무리된 성형된(4) 및 (5)상에, 이리듐 40중량%을 혼합한 백금이리듐 합금(Pt-40IR)의 두께 50㎛의 귀금속합금박막을 스퍼터링법에 의해 형성했다. 귀금속 합금박막이 피복된 성형면(4) 및 (5)을초정밀 NC선반에 의해 다이아몬드 바이트를 사용하는 다이아몬드 절삭가공법에 의해, 비구면 형상으로 경면가공했다. 이 가공법만으로 거의 경면에 도달하지만 약간의 선반절삭품이 남기 때문에 단시간의 폴리슁에 의해서 완전한 경면으로 했다.
제2도에 표시한 바와 같이, 상기의 상하성형금형(1) 및 (2)의 외경면에 각각 히이터(6) 및 (7)를 감고, 프레스의 상하 플런저(8) 및 (9)에 부착했다. 산화연(PbO)이 80중량%, 산화규소(SiO2)가 10중량%, 붕산(B2O3)이 8중량%, 나머지가 미량성분으로 이루어진 산화연계 광학유리의 반경 20mm의 구형상 덩어리(11)를 하부금형(2)의 성형면(5)의 위에놓고, 상부금형(1)이 산화연계 광학유리의 구형상 덩어리(11)와 당접하지않는 정도까지 접근시켰다. 이상태에서 상하양, 금형(1) 및 (2)을 570℃로 승온하여, 2분간 유지해서 산화연계 광학유리의 구형상 덩어리(11)를 연화시켰다. 그후 곧 상하 양금형(1) 및 (2)를 430℃로 승온하여, 상하양금형(1) 및 (2)의 사이에, 프레스압력 30kg/㎠으로 2분간 유지했다. 그대로의 상태로 상하양금형(1) 및 (2)를 함께 280℃까지 냉각시킨후, 상부플런저(8)를 원위치로 복귀시키고, 성형된 광학유리 소자를 인출구(14)로부터 꺼내었다. 이와같은 프레스 성형을 300회 반복한후, 상부금형(1) 및 하부금형(2)을 떼어내서 각각의 성형면(4) 및 (5)에 대해서 형상정밀도 및 표면 거치름을 측정했다. 또, 성형한 광학유리소자의 광학성능도 측정했다.
이상과같은 시험을, 귀금속 합금박막의 조성을 바꾼 한쌍의 성형금형에 대해서 반복하고, 그결과를 표3에 표시했다. 비교를하기 위하여 본원특허청구의 범위외의 귀금속 합금을 사아메트상에 형성한 성형금형을 제작하여 상기한 바와 마찬가지 성형조건에서 시험한 결과를 표3에 지개했다.
표3에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 성형방법에 따라서 광학유리소자를 성형하면, 비구면 형상이고, 광학특성이 뛰어난 광학유리 소자를 값싸고도 다량으로 제조 할수있는것을 알수있다. 300회 광학유리 소자를 성형한 후에도 성형금형의 표면거치름 및 형상정밀도는 변화되어있지 않았다.
이에 비해서, 본원 특허청구의 범위외로 해서 기재한 성형금형을 사용한 광학유리소자에는, 미세한 상처 혹은 형성변화가 발생하고 광학특성은 저하되고 있었다. 또, 극히 소량의 광학유리가 성형금형에 고착되어, 금형 및 성형한 광학유리 소자가 하얗게 탁해지는 현상도 있었다.
또한, 본 실시예에서는 (TiN-30TiC-7Mo)조성의 사아메트를 사용했으나,사아메트 조성은, 상기조성에 한정되는 것은 아니고, TiN을 주성분으로하고, 기타의 첨가물로서 예를 들면, TaC, WC, NbC, TaN, MoC, Cr3C2, Ni, Co 등을 함유한 사아메트를 사용할수 있다.
Figure kpo00012
Figure kpo00013
Figure kpo00014
Figure kpo00015
주) ① 시료 No. 오른쪽의 *표는 비교예를 표시한다.
② 300회 성형후의 형상정밀도의 항목에서의 O표는 성형금형의 형상정밀도가 변화하고 있지 않다는 것을 표시함.
③ 성형한 광학유리소자의 광학특성의 항목에서의 O표는 광학유리소자의 광학특성이 양호하다는 것을 표시하고, ×표는 광학유리소자의 광학특성이 불량하다는 것을 표시함.
[실시예 4]
상부금형(1)으로서, 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하고, 크롬(Cr)25중량%의 조성을 가진 사아메트(Al2O3-25Cr), 하부 금형으로서 탄화크롬(Cr3C2)을 주성분으로 하고, 니켈(Ni) 13중량%의 조성을 가진 사아메트(Cr3C2-13Ni)로, 직경 30mm, 길이 50mm의 원주형상 소재를 사용했다.상부금형(1)에는 곡률반경이 25mm의 오목형상의 성형면(4) 및 그 주연에 6개소의 각형상 절취부(3)를, 또 하부금형(2)에는 곡률반경 100mm의 오목형상의 성형면(5)을 각각 방전가공에 의해서 형성하고, 또한 이들 성형면(4) 및 (5)을 정밀한 NC연삭기로 연삭가공해서 형상 정밀도를 내고, 래핑 및 홀리슁해서 경면 가공했다.
다음에, 경면으로 마무리된 성형면(4) 및 (5)상에 이리듐 40중량%를 혼합한 백금이리듐합금(Pt-40Ir)의 두께 50㎛의 귀금속 합금 박막을 스퍼터링법에 의해 형성했다. 귀금속 합금박막이 피복된 성형면(4) 및 (5)을 초정밀 NC 선반에 의해 다이아몬드 바이트를 사용하는 다이아몬드 절삭가공법에 의해, 비구면 형상으로 경면가공했다. 더욱 경면을 높이기 위해서 플리슁으로 마무리 가공했다.
이들 성형금형(1) 및 (2)을 사용해서 실시예 3과 마찬가지 순서로 PbO가 80중량%, SiO가 10중량%, B2O3가 8중량%, 나머지가 미량 성분으로 이루어진 산화연계 광학 유리를 형성한 결과를 표4에 표시했다. 표4에서 명백한 바와 같이, 본 발명의 성형 방법에 따라서 광학유리 소자를 성형하므로서, 비구면형상이고 광학특성이 뛰어난 광학유리 소자를 값싸고도 다량으로 제조할 수 있는 것을 알 수 있다. 300회 광학 유리 소자를 성형한 후에도 성형금형의 표면거치름 및 형상 정밀도는 변화하지 않았다.
이에 비해서, 본원 특허청구의 범위외로 해서 기재한 성형금형을 사용해서 성형한 광학유리소자에는, 미세한 상처 혹은 형상 변화가 발생하고, 광학특성은 저하되고 있었다. 또, 극히 소량의 광학유리가 성형금형에 고착되고, 금형 및 성형한 광학유리 소자가 하얗게 탁해지는 현상도 있었다.
또한, 본 실시예에서는, (Al2O3-25Cr)조성 및 (Cr3C2-13Ni)조성의 사아메트를 사용하였으나 사아메트 조성은 상기 조성에 한정되는 것은 아니고, Al2O3및 Cr3C2를 주성분으로하고, 기타의 첨가물서 예를 들면 MgO, CaO, Fe2O3, TiC, TaC, WC, MO, Fe, W등을 함유한 사아메트를 사용할 수 있다.
Figure kpo00016
Figure kpo00017
Figure kpo00018
Figure kpo00019
Figure kpo00020
주) ① 시료 No.의 오른쪽의 *표는 비교예를 표시한다.
② 300회 성형후의 형상정밀도의 항목에서의 O표는 성형금형의 형상정밀도가 변화하고 있지 않다는 것을 표시함.
③ 성형한 광학유리소자의 광학특성의 항목에서의 O표는 광학유리소자의 광학특성이 양호하다는 것을 표시하고, ×표는 광학유리소자의 광학특성이 불량하다는 것을 표시함.

Claims (12)

  1. 한쌍의 성형금형을 사용하여 광학유리에 열과 압력을 가해서 광학유리 소자형상으로 성형하는 광학유리 소자의 성형방법에 있어서, 상기 한쌍의 성형금형으로서 각각의 성형면이 귀금속 함금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  2. 제1항에 있어서, 귀금속 합금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형은, 금속과 세라믹스로 이루어진 복합재료에 귀금속 합금의 박막을 피복시킨 프레스 성형금형인것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  3. 제2항에 있어서, 금속과 세라믹스으로 이루어진 복합재료는 텅스텐 카아바이드(WC)를 주성분으로하는 초경합금, 티탄카아바이드(TiC)를 주성분으로 하는 사아메트, 티탄나이트라이드(TiN)를 주성분으로 하는 사아메트, 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하는 사아메트, 또는 크롬카아바이드(Cr3C2)를 주성분으로 하는 사아메트인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  4. 제1항에 있어서, 귀금속 합금은, 백금(Pt)이 99~30중량%, 나머지가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh) , 및 루테늄(Ru)으로 이루는 군으로부터 선택된 적어도 1개의 원소로부터 이루어지는 합금인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  5. 예비가열에 의해서 연화된 광학유리덩어리를 작성하고, 이 광학유리덩어리를 한쌍의 성형금형을 사용해서 열간가압처리하여 소망의 광학유리 소자 형상으로 성형하고 이 광학유리 소자를 상기 한쌍의 성형금형속에 유지한채로의 상태에서 광학유리의 어니이링 온도이하까지 냉각시킨후, 상기 광학유리 소자를 상기 한쌍의 성형금형으로부터 꺼내는 광학유리 소자의 성형방법에 있어서, 상기 한쌍의 성형금형으로서 각각의 성형면이 귀금속 합금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형을 사용하는 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  6. 제5항에 있어서, 귀금속 합금이, 백금(Pt)이 99~30중량%, 나머지가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 및 루테늄(Ru)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 원소로부터 이루어진 합금인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  7. 제5항에 있어서, 귀금속 합금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형이, 금속과 세라믹스로 이루어진 복합재료에 귀금속 합금의 박막을 피복시킨 프레스 성형금형인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  8. 제7항에 있어서, 금속과 세라믹스로 이루어지는 복합재료가 텅스텐 카아바이드(WC)를 주성분으로 하는 초경합, 티탄 카아바이드(TiC)를 주성분으로 하는 사아메트, 티나나이트라이드(TiN)를 주성분으로 하는 사아메트, 사아메트, 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하는 사아메트, 또는 크롬카아바이드(Cr2C2)를 주성분으로 하는 사아메트인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 성형방법.
  9. 귀금속 합금의 박막으로 피복된 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 프레스 성형금형.
  10. 제9항에 있어서, 귀금속 합금이, 백금(Pt)이 99~30중량%, 나머지가 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 팔라듐(Pd), 로듐(Rd), 및 루테늄(Ru)으로 이루는 군으로부터 선택된 적어도 1개의 원소로부터 이루어진 합금인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 프레스 성형금형.
  11. 제9항에 있어서, 귀금속 합금의 박막으로 피복된 프레스 성형금형이, 금속과 세라믹스로 이루어진 복합재료에 귀금속 합금의 박막을 피복시킨 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 프레스 성형금형.
  12. 제11항에 있어서, 금속과 세라믹스로 이루어지는 복합재료가 텅스텐 카아바이드(WC)를 주성분으로 하는 초경합, 티탄 카아바이드(TiC)를 주성분으로 하는 사아메트, 티타나이트라이드(TiN)를 주성분으로 하는 사아메트, 알루미나(Al2O3)를 주성분으로 하는 사아메트, 또는 크롬카아바이드(Cr3C2)를 주성분으로 하는 사아메트인 것을 특징으로 하는 광학유리 소자의 프레스 성형금형 .
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