JPH04317428A - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
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- JPH04317428A JPH04317428A JP10837391A JP10837391A JPH04317428A JP H04317428 A JPH04317428 A JP H04317428A JP 10837391 A JP10837391 A JP 10837391A JP 10837391 A JP10837391 A JP 10837391A JP H04317428 A JPH04317428 A JP H04317428A
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Classifications
-
- 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
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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
- 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
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- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
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- 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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Landscapes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軟化した光学素材を押
圧し、光学素子を加圧成形する光学素子成形用型に関す
る。
圧し、光学素子を加圧成形する光学素子成形用型に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記光学素子成形用型として、特
開平２−２６８４１号公報に開示されているように、成
形用型の少なくとも成形面を酸化クロムを主成分とした
焼結体により形成したものが知られている。この成形用
型は、型材と、加熱軟化したガラスとの離型性かつ型形
状精度を維持すべく長寿命化を図ろうとしたものである
。すなわち、少なくとも成形面を酸化クロムを主成分と
した焼結体により形成することで、成形用型と溶融ガラ
スとの濡れを阻止し、溶融ガラスへの着色も防止し、溶
融ガラス中への発泡性も抑止し、また成形用型と溶融ガ
ラスとの反応を阻止し、酸化クロムの潤滑性作用との相
乗効果でもって型の成形面部の荒れを防止する作用を発
揮させるものである。型の長寿命化を考えた場合、成形
面部のガラスに対する離型性効果と基材の強度が複合さ
れて長寿命化が図られる。
開平２−２６８４１号公報に開示されているように、成
形用型の少なくとも成形面を酸化クロムを主成分とした
焼結体により形成したものが知られている。この成形用
型は、型材と、加熱軟化したガラスとの離型性かつ型形
状精度を維持すべく長寿命化を図ろうとしたものである
。すなわち、少なくとも成形面を酸化クロムを主成分と
した焼結体により形成することで、成形用型と溶融ガラ
スとの濡れを阻止し、溶融ガラスへの着色も防止し、溶
融ガラス中への発泡性も抑止し、また成形用型と溶融ガ
ラスとの反応を阻止し、酸化クロムの潤滑性作用との相
乗効果でもって型の成形面部の荒れを防止する作用を発
揮させるものである。型の長寿命化を考えた場合、成形
面部のガラスに対する離型性効果と基材の強度が複合さ
れて長寿命化が図られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の成
形用型を用いて成形を繰り返していくと、ガラス成形時
のヒートショック，圧力作用の繰り返しにより、応力集
中の生じやすい型のエッジ部分の焼結体粒子の脱落やエ
ッジの欠け，クラック等の問題が生じた。また、成形す
るガラスの転移点が高い等の理由により、成形時の型温
度が高くなる場合、結晶粒の粒成長により面粗度が大き
くなりやすいという問題点があった。
形用型を用いて成形を繰り返していくと、ガラス成形時
のヒートショック，圧力作用の繰り返しにより、応力集
中の生じやすい型のエッジ部分の焼結体粒子の脱落やエ
ッジの欠け，クラック等の問題が生じた。また、成形す
るガラスの転移点が高い等の理由により、成形時の型温
度が高くなる場合、結晶粒の粒成長により面粗度が大き
くなりやすいという問題点があった。
【０００４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、長寿命な光学素子成形用型を提供すること
を目的とする。
れたもので、長寿命な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、図１に示すように、光学素子成形用型を
、基台１上に成形面部２を形成してなる複合材であって
、成形面部２がクロミア（Ｃｒ２ Ｏ３ ）を含有する
厚さ５ｍｍ以下の焼結体からなり、基台１がマグネシア
系，ジルコニア系，ベリリア系またはアルミナ系の焼結
体からなるとともに、基台１における成形面部２との接
合部において、成形面部２を形成する材料の含有率が成
形面部２側へ向けて除々に大きくなる混合層１ａを形成
して構成した。
に、本発明は、図１に示すように、光学素子成形用型を
、基台１上に成形面部２を形成してなる複合材であって
、成形面部２がクロミア（Ｃｒ２ Ｏ３ ）を含有する
厚さ５ｍｍ以下の焼結体からなり、基台１がマグネシア
系，ジルコニア系，ベリリア系またはアルミナ系の焼結
体からなるとともに、基台１における成形面部２との接
合部において、成形面部２を形成する材料の含有率が成
形面部２側へ向けて除々に大きくなる混合層１ａを形成
して構成した。
【０００６】なお、本発明において、成形面部２におけ
るＣｒ２ Ｏ３ の含有量は５０ｖｏｌ ％以上が好ま
しい。これは、成形後の良好な離型性を確保するためで
ある。
るＣｒ２ Ｏ３ の含有量は５０ｖｏｌ ％以上が好ま
しい。これは、成形後の良好な離型性を確保するためで
ある。
【０００７】
【作用】前述のような焼結体粒子の脱落，エッジの欠け
，クラック等の問題が生じるのは、型に引っ張り応力が
発生するためである。したがって、このような問題が生
じるのを防止するには、型にあらかじめ圧縮応力を加え
ておけば良い。一方、結晶粒の粒成長を抑制するために
も、圧縮応力を生じさせておくことが有効である。これ
は、以下のような簡単な実験により確認することができ
た。すなわち、Ｃｒ２ Ｏ３ を主成分とした焼結体の
表面を鏡面に磨いた後、ビッカース硬度計にて圧痕を付
けると、圧痕の周囲にのみ圧縮応力が生じる。この試料
を加熱放置した後に表面を観察すると、図２に示すよう
に、圧痕３の周囲にのみ結晶粒４の粒成長が見られない
。図２は、ビッカースの圧痕を付けた後、大気中７００
℃に５時間保持した試料の光学顕微鏡（×５００）によ
る観察結果を示すもので、中心部がビッカースの圧痕３
である。圧痕３の周囲の圧縮応力が生じている部分のみ
、結晶粒４の粒成長が見られない。したがって、型の長
寿命化のためには、圧縮応力を生じるようにしておくこ
とが、極めて有効であることがわかる。
，クラック等の問題が生じるのは、型に引っ張り応力が
発生するためである。したがって、このような問題が生
じるのを防止するには、型にあらかじめ圧縮応力を加え
ておけば良い。一方、結晶粒の粒成長を抑制するために
も、圧縮応力を生じさせておくことが有効である。これ
は、以下のような簡単な実験により確認することができ
た。すなわち、Ｃｒ２ Ｏ３ を主成分とした焼結体の
表面を鏡面に磨いた後、ビッカース硬度計にて圧痕を付
けると、圧痕の周囲にのみ圧縮応力が生じる。この試料
を加熱放置した後に表面を観察すると、図２に示すよう
に、圧痕３の周囲にのみ結晶粒４の粒成長が見られない
。図２は、ビッカースの圧痕を付けた後、大気中７００
℃に５時間保持した試料の光学顕微鏡（×５００）によ
る観察結果を示すもので、中心部がビッカースの圧痕３
である。圧痕３の周囲の圧縮応力が生じている部分のみ
、結晶粒４の粒成長が見られない。したがって、型の長
寿命化のためには、圧縮応力を生じるようにしておくこ
とが、極めて有効であることがわかる。
【０００８】型の成形面部に圧縮応力を加える方法の１
つは、型を成形面部と基台との複合材とし、成形面部と
基台とを熱膨張係数の異なる材料で構成し、成形に使用
する温度で、圧縮の熱応力が加わるようにすることであ
る。素材の焼結温度は１０００℃以上であり、型の使用
温度は４００〜７００℃程度であることから、成形面部
の材料よりも基台の方が熱膨張係数が大きいものを選ぶ
必要がある。さらに、強度，耐熱性，加工性，コスト等
を考慮すると、基台としてはマグネア系，ジルコニア系
，ベリリア系またはアルミナ系の焼結体が適している。 表１にこれらの材料の熱膨張係数を示す。
つは、型を成形面部と基台との複合材とし、成形面部と
基台とを熱膨張係数の異なる材料で構成し、成形に使用
する温度で、圧縮の熱応力が加わるようにすることであ
る。素材の焼結温度は１０００℃以上であり、型の使用
温度は４００〜７００℃程度であることから、成形面部
の材料よりも基台の方が熱膨張係数が大きいものを選ぶ
必要がある。さらに、強度，耐熱性，加工性，コスト等
を考慮すると、基台としてはマグネア系，ジルコニア系
，ベリリア系またはアルミナ系の焼結体が適している。 表１にこれらの材料の熱膨張係数を示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】このように熱膨張係数が異なった材料を接
合する場合、ろう付け法等の方法では、接合部分が熱応
力に耐えきれずに破断してしまう。したがって、本発明
では、焼結結合することとし、基台における成形面部と
の接合部において、成形面部を形成する材料の含有率が
成形面部側へ向けて除々に大きくなるようにした。また
、成形面部の厚さが５ｍｍを越える場合、成形面部に十
分な圧縮応力が生じずに型の長寿命化にほとんど効果が
ないことから、厚さ５ｍｍ以下とした。
合する場合、ろう付け法等の方法では、接合部分が熱応
力に耐えきれずに破断してしまう。したがって、本発明
では、焼結結合することとし、基台における成形面部と
の接合部において、成形面部を形成する材料の含有率が
成形面部側へ向けて除々に大きくなるようにした。また
、成形面部の厚さが５ｍｍを越える場合、成形面部に十
分な圧縮応力が生じずに型の長寿命化にほとんど効果が
ないことから、厚さ５ｍｍ以下とした。
【００１１】
【実施例１】図３に示すように、基台１は、部分安定化
ジルコニア粉末を原料として形成した。また、基台１に
おける成形面部２との接合部には、厚さ２ｍｍにわたっ
て、クロミア粉末の含有率が成形面部２側へ向けて連続
的に除々に大きくなるように、クロミア粉末と前記ジル
コニア粉末とを混合した混合層１ａを形成した。成形面
部２は、３ｍｏｌ ％のイットリア（Ｙ２ Ｏ３ ）を
添加した部分安定化ジルコニア粉末８．７ｖｏｌ％と、
クロミア粉末９１．３ｖｏｌ ％とを原料として厚さ１
ｍｍに形成した。基台１と成形面部２とは、焼結により
接合した。
ジルコニア粉末を原料として形成した。また、基台１に
おける成形面部２との接合部には、厚さ２ｍｍにわたっ
て、クロミア粉末の含有率が成形面部２側へ向けて連続
的に除々に大きくなるように、クロミア粉末と前記ジル
コニア粉末とを混合した混合層１ａを形成した。成形面
部２は、３ｍｏｌ ％のイットリア（Ｙ２ Ｏ３ ）を
添加した部分安定化ジルコニア粉末８．７ｖｏｌ％と、
クロミア粉末９１．３ｖｏｌ ％とを原料として厚さ１
ｍｍに形成した。基台１と成形面部２とは、焼結により
接合した。
【００１２】上記本実施例の成形用型を用いてガラス光
学素子を成形したところ、２０，０００ショットの成形
後も何ら問題は生じなかった。
学素子を成形したところ、２０，０００ショットの成形
後も何ら問題は生じなかった。
【００１３】なお、上記成形結果を表２に示すとともに
、比較例１〜３として基台１と成形面部２との接合方法
や成形面部２の厚さ等を変化させたものを用いた成形結
果も表２中に併記した。なお、比較例３においては、本
実施例のような混合層１ａを形成しなかった。
、比較例１〜３として基台１と成形面部２との接合方法
や成形面部２の厚さ等を変化させたものを用いた成形結
果も表２中に併記した。なお、比較例３においては、本
実施例のような混合層１ａを形成しなかった。
【００１４】
【表２】
【００１５】一方、本実施例の成形用型において、成形
面部２の厚さだけを変化させて２０，０００ショットの
成形を行った時の型中心部における粗度を測定した。そ
の測定結果を図４に示す。図４は、横軸に成形面部２の
厚さ（ｍｍ）を、縦軸に型面粗度Ｒｍａｘ （μｍ）を
とったもので、図４から成形面部２の厚さが５ｍｍを越
えると型面粗度の劣化を抑える効果がほとんどなくなっ
てしまうことがわかる。特に、成形面部２の厚さは、１
ｍｍ以下であることが最も好ましい。
面部２の厚さだけを変化させて２０，０００ショットの
成形を行った時の型中心部における粗度を測定した。そ
の測定結果を図４に示す。図４は、横軸に成形面部２の
厚さ（ｍｍ）を、縦軸に型面粗度Ｒｍａｘ （μｍ）を
とったもので、図４から成形面部２の厚さが５ｍｍを越
えると型面粗度の劣化を抑える効果がほとんどなくなっ
てしまうことがわかる。特に、成形面部２の厚さは、１
ｍｍ以下であることが最も好ましい。
【００１６】
【実施例２】図５に示すように、基台１はアルミナ（Ａ
ｌ２Ｏ３ ）粉末を原料として形成した。また、基台１
における成形面部２との接合部には、厚さ１ｍｍにわた
って、クロミア粉末およびジルコニア（ＺｒＯ２ ）粉
末の含有率が成形面部２側へ向けて段階的に除々に大き
くなるように、これら両粉末とアルミナ粉末とを混合し
た混合層１ａを形成した。成形面部２はクロミア粉末７
８．７ ｖｏｌ％と、アルミナ粉末１２．９ ｖｏｌ％
と、ジルコニア粉末８．４ ｖｏｌ％とを原料として厚
さ１ｍｍに形成した。基台１を成形面部２とは、焼結に
より接合した。
ｌ２Ｏ３ ）粉末を原料として形成した。また、基台１
における成形面部２との接合部には、厚さ１ｍｍにわた
って、クロミア粉末およびジルコニア（ＺｒＯ２ ）粉
末の含有率が成形面部２側へ向けて段階的に除々に大き
くなるように、これら両粉末とアルミナ粉末とを混合し
た混合層１ａを形成した。成形面部２はクロミア粉末７
８．７ ｖｏｌ％と、アルミナ粉末１２．９ ｖｏｌ％
と、ジルコニア粉末８．４ ｖｏｌ％とを原料として厚
さ１ｍｍに形成した。基台１を成形面部２とは、焼結に
より接合した。
【００１７】上記本実施例の成形用型を用いてガラス光
学素子を成形したところ、２０．０００ショットの成形
後も何ら問題は生じなかった。
学素子を成形したところ、２０．０００ショットの成形
後も何ら問題は生じなかった。
【００１８】なお、上記の基台１をアルミナ系焼結体の
代わりに、マグネシア系，ベリリア系焼結体として構成
した成形用型も、本実施例と同様の効果が得られた。
代わりに、マグネシア系，ベリリア系焼結体として構成
した成形用型も、本実施例と同様の効果が得られた。
【００１９】
【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、成形面部に圧縮応力が加わるように構成し
たので、焼結体粒子の脱落やエッジの欠け，クラック等
を生じず、結晶粒の粒成長による面粗度の劣化も防止で
き、型寿命が長くなる。
型によれば、成形面部に圧縮応力が加わるように構成し
たので、焼結体粒子の脱落やエッジの欠け，クラック等
を生じず、結晶粒の粒成長による面粗度の劣化も防止で
き、型寿命が長くなる。
【図１】本発明の光学素子成形用型を示す縦断面図であ
る。
る。
【図２】光学素子成形用型の成形面部にビッカースの圧
痕を付けた場合の光学顕微鏡による観察結果を示す平面
図である。
痕を付けた場合の光学顕微鏡による観察結果を示す平面
図である。
【図３】本発明の実施例１の成形用型をその組成ととも
に示す縦断面図である。
に示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施例１の成形用型において成形面部
の厚さを変化させた場合の型面粗度を示すグラフである
。
の厚さを変化させた場合の型面粗度を示すグラフである
。
【図５】本発明の実施例２の成形用型をその組成ととも
に示す縦断面図である。
に示す縦断面図である。
１ 基台
１ａ 混合層
２ 成形面部
Claims (1)
- 【請求項１】 基台上に成形面部を形成してなる複合
材であって、成形面部がクロミアを含有する厚さ５ｍｍ
以下の焼結体からなり、基台がマグネシア系，ジルコニ
ア系，ベリリア系またはアルミナ系の焼結体からなると
ともに、基台における成形面部との接合部において、成
形面部を形成する材料の含有率が成形面部側へ向けて除
々に大きくなる混合層を有する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 |
|---|---|---|---|
| JP10837391A JPH04317428A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10837391A JPH04317428A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 光学素子成形用型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317428A true JPH04317428A (ja) | 1992-11-09 |
Family
ID=14483131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10837391A Withdrawn JPH04317428A (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04317428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0860404A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Press-moulding die, method for manufacturing the same and use thereof for press-moulding a glass article |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP10837391A patent/JPH04317428A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0860404A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Press-moulding die, method for manufacturing the same and use thereof for press-moulding a glass article |
| US6119485A (en) * | 1997-02-21 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Press-molding die, method for manufacturing the same and glass article molded with the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |