JPH07257933A - ガラスプレス成形用型 - Google Patents

ガラスプレス成形用型

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JPH07257933A
JPH07257933A JP5070594A JP5070594A JPH07257933A JP H07257933 A JPH07257933 A JP H07257933A JP 5070594 A JP5070594 A JP 5070594A JP 5070594 A JP5070594 A JP 5070594A JP H07257933 A JPH07257933 A JP H07257933A
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alumina
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Tatsuo Ota
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    • C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
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    • 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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    • 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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラスをプレス成形する際の高温での耐酸化
性および耐食性、機械的強度、ガラスに対する不活性並
びに離型性に優れ、しかもプレス面を容易に精度よく平
滑に加工できる加工性に優れたガラスプレス成形用型の
提供。 【構成】 ガラスをプレス成形するプレス面が50〜90wt
%のAl2O3と10〜50wt%のSiCを主成分としたセラミック
スの加工面であることを特徴とするガラスプレス成形用
型。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスプレス成形用型
に関し、特にガラス光学素子を安定して高精度にプレス
成形するのに好適に用いられるプレス型に関する。
【0002】
【従来の技術】高精度を要求されるガラス光学素子をプ
レス成形によって安定に得るためには、プレス型がプレ
ス面を容易に精度よく平滑に加工できるように加工性に
優れていて、しかもガラスをプレス成形する際の高温で
の耐酸化性乃至は耐食性、機械的強度、ガラスに対する
不活性並びに離型性に優れていることが必要である。
【0003】しかるに従来、ガラス光学素子のプレス型
として、シリコンカーバイド(SiC)またはシリコンナ
イトライト(Si3N4)を型材料に用いたものが特開昭52-
45613号公報によって知られている。このようなSiCやSi
3N4を型材料に用いたプレス型は、硬度が高くて機械的
強度に優れるが、材料の緻密性が低くて、プレス面の平
滑性が劣ると言う問題がある。
【0004】また、型材料にチタンカーバイト(TiC)
および金属の混合材料を用いたものが特開昭59-121126
号公報によって知られている。このようなTiCおよび金
属の混合材料を型材料に用いたプレス型は、プレス成形
の際の高温状態でガラスと反応し易くて、成形品の精
度、離型性が低下するようになり、また表面が酸化して
表面の平滑性が低下し易いから、耐久性に乏しく安定し
たプレス成形ができないと言う問題がある。
【0005】また、ガラス成形品の離型性向上を図った
プレス型として、型材料にガラス状炭素(無定形カーボ
ン)を用いたり、プレス面にダイヤモンド状薄膜(ダイ
ヤモンドライクカーボン)を成形したものが特開昭61-2
81030号公報によって知られており、またガラスとプレ
ス型の少なくとも一方の面に炭素コートを施すようにし
たものが特開昭62-207726号公報によって知られてい
る。このプレス面がガラス状炭素またはダイヤモンド状
薄膜または炭素コートの面から成るプレス型は、長時間
使用したとき、キャビティ内の残留酸素によるプレス面
の酸化で膜厚の低下が生じ、プレス面の荒れと形状の変
化が発生すると言う問題がある。
【0006】また、プレス面の下に保護層の下地層を設
けたプレス型として、窒化物や炭化物等の中間層を設け
た上に表面層の白金等貴金属層を設けたものが特開昭61
-136928号公報によって知られており、シリコンカーバ
イドまたは窒化アルミニウムから成る基材上にシリコン
カーバイドの膜と窒化物から成る膜を順次積層したもの
が特開昭62-132724号公報によって知られている。この
ようなプレス面の表面層とその下の保護層の下地層とを
有するプレス型は、プレス成形を1000〜5000回繰り返す
間に表面層や保護層に膜剥離やクラックが発生するよう
になると言う問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
のガラス光学素子のプレス型の問題を解消するためにな
されたものであり、ガラスをプレス成形する際の高温で
の耐酸化性および耐食性、機械的強度、ガラスに対する
不活性並びに離型性に優れ、しかもプレス面を容易に精
度よく平滑に加工できる加工性に優れたガラスプレス成
形用型の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラスをプレ
ス成形するプレス面が50〜90wt%のAl2O3と10〜50wt%
のSiCを主成分としたセラミックスの加工面であること
を特徴とするガラスプレス成形用型にあり、この構成に
よって上記目的を達成する。
【0009】
【作用】すなわち本発明のガラスプレス成形用型は、少
なくともプレス面を有する層が50〜90wt%好ましくは80
〜85wt%のAl2O3と10〜50wt%好ましくは15〜20wt%のS
iCを主成分としたセラミックスから成っていることによ
り、基本成分のアルミナがプレス面を平滑に形成できる
ようにするセラミックスの緻密性と、安定したプレス成
形を可能にするセラミックスの耐酸化性乃至耐食性、ガ
ラスに対する不活性並びに離型性、および機械的強度を
与え、補助成分のシリコンカーバイドが上述のアルミナ
のセラミックスに与える性能を低下させること少なくセ
ラミックスにダイヤモンドツールやダイヤモンド砥石等
による研削や研摩加工の容易性を与えて、セラミックス
のプレス面を容易に平滑に高精度に加工することがで
き、安定して高精度のガラス光学素子のプレス成形を繰
り返し続けることができるようにする。
【0010】プレス面を形成されるセラミックスのアル
ミナとシリコンカーバイドの割合が、Al2O3の量が50wt
%より少なくなり、それに伴ってSiCの量が50wt%より
多くなると、セラミックスの加工性は向上するが緻密性
が低下して、プレス面を加工したときに平滑性が低下
し、プレス型が離型性の悪い、精度の低下したガラス光
学素子を与える、曲げ強度に劣った耐久性の低下したも
のになる。また逆に、Al2O3の量が90wt%より多くな
り、したがってSiCの量が10wt%より少なくなると、セ
ラミックスの緻密性は向上するが硬度が大になり過ぎて
加工性が著しく低下し、ダイヤモンドツールやダイヤモ
ンド砥石を用いても高精度のプレス面を加工することが
非常に困難になる。
【0011】プレス面を形成されるセラミックスのアル
ミナとシリコンカーバイドの割合が好ましい範囲のAl2O
3が80〜85wt%の範囲、SiCが15〜20wt%の範囲にある
と、プレス型はプレス面を容易に平滑に精度よく形成で
きて、しかも高精度のガラス光学素子を安定してプレス
成形できる耐久性が極めて高いと言う結果が得られる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を具体的実施例によって説明す
る。
【0013】実施例1.基本成分のAl2O3粉末80wt%、
補助成分のSiC粉末19wt%、結晶粒成長抑制剤や焼結助
剤としての添加剤のランタニド粉末約1wt%を均一に混
合した後、1.5ton/cm2の圧力を掛けて900℃で約8時間
の予備焼成を行ってチップを得、該チップをダイヤモン
ドツールにより所望のプレス型に近似した形状、寸法に
研削加工した。得られた型材に1500℃、96時間の本焼成
を行ってアルミナ系セラミックス型材を得、このセラミ
ックス型材をダイヤモンド砥石によりほぼ最終のプレス
型形状に研削加工した後、プレス面についてはさらにダ
イヤモンドパウダー研摩剤を用いて研摩を行って、表面
粗度Rmaxが0.06μm以下の平滑なプレス面を有するプレ
ス型を得た。
【0014】得られたプレス型を用いて、550℃に加熱
軟化したSK系ガラス(株式会社オハラ製L−BAL35
硝材)を型温約500℃でプレスしてガラス光学素子を形
成する工程を連続6000回繰り返した。その結果、最後に
得られたガラス光学素子の成形面とプレス型のプレス面
の表面粗度Rmaxはいずれも0.08μm以下であって、十分
使用に耐える性能であった。
【0015】実施例2.基本成分のAl2O3粉末50wt%、
補助成分のSiC粉末49wt%、添加剤のY粉末約1wt%を
セラミックスの原料に用いた以外は実施1と同様にして
セラミックスのプレス型を得た。
【0016】このプレス型を用いて、570℃に加熱軟化
したLaK系ガラス(株式会社オハラ製L−LAL8硝
材)を型温約530℃でプレスしてガラス光学素子を形成
する工程を連続6000回繰り返した。その結果、最後に得
られたガラス光学素子の成形面とプレス型のプレス面の
表面粗度Rmaxはいずれも0.09μm以下であって、十分使
用に耐える性能であった。
【0017】なお、実施例1および実施例2はいずれも
セラミックスの原料に添加剤を用いているが、添加剤は
用いなくてもほぼ同様の結果を得ることができるし、希
土類金属の複合のタンタニドやイットリウムの例に限ら
れるものでもない。そして本発明のガラスプレス成形用
型は、光学素子の成形用に限られるものではないし、全
体がセラミックスから成っていても、プレス面を有する
部分がセラミックスから成っていて、それが金属製等の
ホルダに保持されるものでもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明のガラスプレス成形用型は、ガラ
スをプレス成形する際の高温での耐酸化性及び耐食性、
機械的強度、ガラスに対する不活性並びに離型性に優
れ、且つプレス面を容易に精度よく平滑に加工すること
ができると言う顕著な効果を奏する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスをプレス成形するプレス面が50〜
    90wt%のAl2O3と10〜50wt%のSiCを主成分としたセラミ
    ックスの加工面であることを特徴とするガラスプレス成
    形用型。
  2. 【請求項2】 前記セラミックスが80〜85wt%のAl2O3
    と15〜20wt%のSiCを主成分としている請求項1のガラ
    スプレス成形用型。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004103920A1 (ja) * 2003-05-22 2004-12-02 Japan Science And Technology Agency ガラスプレス用モールドの作製方法
CN112661516A (zh) * 2021-01-13 2021-04-16 浙江吉成新材股份有限公司 一种复合陶瓷玻璃热弯模具及其制备方法

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