JPH107424A - ガラス成形型 - Google Patents
ガラス成形型Info
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- JPH107424A JPH107424A JP16028996A JP16028996A JPH107424A JP H107424 A JPH107424 A JP H107424A JP 16028996 A JP16028996 A JP 16028996A JP 16028996 A JP16028996 A JP 16028996A JP H107424 A JPH107424 A JP H107424A
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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
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/05—Press-mould die materials
- C03B2215/07—Ceramic or cermets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加工性、耐酸化性、それに耐久性に優れた光
学的鏡面を得ることができる型ガラス成形用型の提供。 【解決手段】 酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化クロムの一種もしくは二種以上の混合物からなるマ
トリックス内に炭化珪素、窒化珪素の一種もしくは二種
以上の混合物から成る粒子を分散した型材。焼結助剤と
して、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、ランタン
系希土類を０．１〜５体積％を添加できる。これによっ
て、プレス時の機械的負荷と昇温冷却の熱的負荷に耐え
る能力とガラスとの離型性に優れた特性を有するセラミ
ックスの欠点とされてきた鏡面形成のための加工性に劣
る点が、改善されると共に、耐酸化性及びガラスとの反
応性を具備した型材が得られる。さらに、粒子の分散に
よる酸化物焼結体の結晶粒子が微細化され、さらには酸
化物マトリックス内に内部応力が発生し、型材の靱性が
改善される。
学的鏡面を得ることができる型ガラス成形用型の提供。 【解決手段】 酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化クロムの一種もしくは二種以上の混合物からなるマ
トリックス内に炭化珪素、窒化珪素の一種もしくは二種
以上の混合物から成る粒子を分散した型材。焼結助剤と
して、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、ランタン
系希土類を０．１〜５体積％を添加できる。これによっ
て、プレス時の機械的負荷と昇温冷却の熱的負荷に耐え
る能力とガラスとの離型性に優れた特性を有するセラミ
ックスの欠点とされてきた鏡面形成のための加工性に劣
る点が、改善されると共に、耐酸化性及びガラスとの反
応性を具備した型材が得られる。さらに、粒子の分散に
よる酸化物焼結体の結晶粒子が微細化され、さらには酸
化物マトリックス内に内部応力が発生し、型材の靱性が
改善される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学プラスチック
や光学ガラスからなるレンズやプリズム等の光学素子、
光磁気ディスク、光ディスク及び装飾用ガラス等のガラ
スの成形用の型材に関する。
や光学ガラスからなるレンズやプリズム等の光学素子、
光磁気ディスク、光ディスク及び装飾用ガラス等のガラ
スの成形用の型材に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、型材による高温プレスによるガラ
スレンズやガラスプリズムの直接成形法が広く行われる
ようになった。
スレンズやガラスプリズムの直接成形法が広く行われる
ようになった。
【０００３】この型材は、光学素子材を高温下で高圧プ
レスする際には、プレス時の機械的負荷と昇温冷却の熱
的負荷に耐える必要があり、そのため、各種超硬合金、
あるいは、セラミックスが多く提案されている。
レスする際には、プレス時の機械的負荷と昇温冷却の熱
的負荷に耐える必要があり、そのため、各種超硬合金、
あるいは、セラミックスが多く提案されている。
【０００４】しかしながら、超硬合金系は構成成分のＷ
Ｃ、Ｃｏが耐酸化性に劣るため、微量の酸素を含む雰囲
気下で、特に５００°Ｃ以上では表面粗さが劣化すると
いう欠点があり、セラミックスとしてのＡｌ2Ｏ3系やＣ
ｒ2Ｏ3系の型材は加工性に劣り光学的鏡面を得難いとい
う欠点がある。この欠点を解消するために、特開昭５２
−４５６１３号公報には、ＳｉＣ系材料が、成形時にガ
ラス材と反応しない表面特性を有する点から有効である
ことが開示され、その後、ＳｉＣ系の型材として、加工
性やガラスとの反応面からの改良が多く提案され、特開
昭６０−１７６９２８号公報にはタングステン・カーバ
イド基材にアモルファス炭化珪素膜を均一に形成した型
が、また、特開昭６３−４５１３５号公報にはＣＶＤ等
により成膜したα−ＳｉＣの特定配向膜を形成した複合
体からなる型材が提案されている。
Ｃ、Ｃｏが耐酸化性に劣るため、微量の酸素を含む雰囲
気下で、特に５００°Ｃ以上では表面粗さが劣化すると
いう欠点があり、セラミックスとしてのＡｌ2Ｏ3系やＣ
ｒ2Ｏ3系の型材は加工性に劣り光学的鏡面を得難いとい
う欠点がある。この欠点を解消するために、特開昭５２
−４５６１３号公報には、ＳｉＣ系材料が、成形時にガ
ラス材と反応しない表面特性を有する点から有効である
ことが開示され、その後、ＳｉＣ系の型材として、加工
性やガラスとの反応面からの改良が多く提案され、特開
昭６０−１７６９２８号公報にはタングステン・カーバ
イド基材にアモルファス炭化珪素膜を均一に形成した型
が、また、特開昭６３−４５１３５号公報にはＣＶＤ等
により成膜したα−ＳｉＣの特定配向膜を形成した複合
体からなる型材が提案されている。
【０００５】ところが、このＳｉＣ系では、材料内部に
ポアが残存し、光学的鏡面が得難いという問題があり、
ＣＶＤ等により成膜したＳｉＣでは基材との密着性に問
題を残している。
ポアが残存し、光学的鏡面が得難いという問題があり、
ＣＶＤ等により成膜したＳｉＣでは基材との密着性に問
題を残している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、加工性、耐酸化性、それに耐久性に優れ
た光学的鏡面を得ることができるガラスの成形用型を提
供することにある。
とする課題は、加工性、耐酸化性、それに耐久性に優れ
た光学的鏡面を得ることができるガラスの成形用型を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明のガラス材の成
形用型は、酸化物からなるマトリックス内に粒子を均一
に分散した鏡面加工性に優れたセラミックス材料であっ
て、酸化物が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸
化クロムの一種もしくは二種以上の混合物であり、且
つ、分散粒子が炭化珪素、窒化珪素の一種もしくは二種
以上の混合物からなることを特徴とする。
形用型は、酸化物からなるマトリックス内に粒子を均一
に分散した鏡面加工性に優れたセラミックス材料であっ
て、酸化物が酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸
化クロムの一種もしくは二種以上の混合物であり、且
つ、分散粒子が炭化珪素、窒化珪素の一種もしくは二種
以上の混合物からなることを特徴とする。
【０００８】これによって、プレス時の機械的負荷と昇
温冷却の熱的負荷に耐える能力とガラスとの離型性に優
れた特性を有する酸化アルミニウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化クロムもしくはこれらの混合物材料の欠点とさ
れてきた鏡面形成のための加工性に劣る点が炭化珪素及
び窒化珪素単味もしくは混合粒子の分散によって改善さ
れると共に、耐酸化性及びガラスとの反応性を具備した
型材が得られる。さらに、粒子の分散による酸化物焼結
体の結晶粒子が微細化され、さらには酸化物マトリック
ス内に内部応力が発生し、型材の靱性が改善される。
温冷却の熱的負荷に耐える能力とガラスとの離型性に優
れた特性を有する酸化アルミニウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化クロムもしくはこれらの混合物材料の欠点とさ
れてきた鏡面形成のための加工性に劣る点が炭化珪素及
び窒化珪素単味もしくは混合粒子の分散によって改善さ
れると共に、耐酸化性及びガラスとの反応性を具備した
型材が得られる。さらに、粒子の分散による酸化物焼結
体の結晶粒子が微細化され、さらには酸化物マトリック
ス内に内部応力が発生し、型材の靱性が改善される。
【０００９】
【発明の実施の形態】分散粒子の粒子径は、加工性を改
良するため、マトリックスの微細化の点から細かく、マ
トリックスへの内部応力の点から粗大であることが望ま
しく、この相反する点を考慮することにより、０．１μ
ｍ〜５μｍの範囲内であることが望ましい。
良するため、マトリックスの微細化の点から細かく、マ
トリックスへの内部応力の点から粗大であることが望ま
しく、この相反する点を考慮することにより、０．１μ
ｍ〜５μｍの範囲内であることが望ましい。
【００１０】Ａｌ2Ｏ3系材料からなるマトリックス中へ
のＳｉＣ系材料の分散量としては５体積％未満では優れ
た境面を得るためのマトリックスへの寄与すなわち加工
性が改善されず、また、４５体積％を超えるとポアの残
存によって緻密性が劣るようになり光学的鏡面が得られ
なくなるので、５〜４５体積％が好ましい。
のＳｉＣ系材料の分散量としては５体積％未満では優れ
た境面を得るためのマトリックスへの寄与すなわち加工
性が改善されず、また、４５体積％を超えるとポアの残
存によって緻密性が劣るようになり光学的鏡面が得られ
なくなるので、５〜４５体積％が好ましい。
【００１１】型材をより緻密化するためには、酸化スカ
ンジウム、酸化イットリウム、酸化鉄、ランタン系希土
類の酸化物等をマトリックス中に、セラミックス材料に
対して、外掛け０．１〜５体積％を添加することが有効
である。
ンジウム、酸化イットリウム、酸化鉄、ランタン系希土
類の酸化物等をマトリックス中に、セラミックス材料に
対して、外掛け０．１〜５体積％を添加することが有効
である。
【００１２】
実施例１ マトリックスを形成する酸化物として、平均粒子径０．
５μｍのＡｌ2Ｏ3、平均粒子径０．６μｍのＺｒＯ2、
平均粒子径０．８μｍのＣｒ2Ｏ3を用い、分散粒子とし
て平均粒子径０．５μｍのα−ＳｉＣ、平均粒子径０．
５μｍのＳｉ3Ｎ4を用いた。表１及び２に示す組成の混
合粉体を調整後、ホットプレスにより焼結を行った。研
削、研磨（＃８００）後、ダイヤモンド砥粒（１／４μ
ｍ）により仕上げを行い、研磨面の面粗さの比較を行っ
た。また、耐酸化性の評価を行うため、研磨後に５００
°Ｃ、３時間、大気中に暴露し面粗さの変化を調べた。
５μｍのＡｌ2Ｏ3、平均粒子径０．６μｍのＺｒＯ2、
平均粒子径０．８μｍのＣｒ2Ｏ3を用い、分散粒子とし
て平均粒子径０．５μｍのα−ＳｉＣ、平均粒子径０．
５μｍのＳｉ3Ｎ4を用いた。表１及び２に示す組成の混
合粉体を調整後、ホットプレスにより焼結を行った。研
削、研磨（＃８００）後、ダイヤモンド砥粒（１／４μ
ｍ）により仕上げを行い、研磨面の面粗さの比較を行っ
た。また、耐酸化性の評価を行うため、研磨後に５００
°Ｃ、３時間、大気中に暴露し面粗さの変化を調べた。
【００１３】
【表１】
【表２】 加工評価の結果、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化クロムへ炭化珪素及び窒化珪素を分散すること
により、研磨加工による面粗さがよくなり、特に、分散
量が５体積％以上、４５体積％以下の含有率では、最大
面粗さの平均値（Ｒｔｍ）が２０ｎｍ以下の優れた面粗
さが容易に得られる。なお、４５体積％を超えると酸化
物母相の緻密化が不充分でポアが残存し、充分な面粗さ
が得られない。
ム、酸化クロムへ炭化珪素及び窒化珪素を分散すること
により、研磨加工による面粗さがよくなり、特に、分散
量が５体積％以上、４５体積％以下の含有率では、最大
面粗さの平均値（Ｒｔｍ）が２０ｎｍ以下の優れた面粗
さが容易に得られる。なお、４５体積％を超えると酸化
物母相の緻密化が不充分でポアが残存し、充分な面粗さ
が得られない。
【００１４】一方、超硬合金の比較例との比較でわかる
ように、この実施例の場合は大気中でも面の粗さが変化
せず、加工時の面性状を維持できた。
ように、この実施例の場合は大気中でも面の粗さが変化
せず、加工時の面性状を維持できた。
【００１５】実施例２ 酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化クロムへ炭
化珪素及び窒化珪素を分散した系に酸化スカンジウム、
酸化イットリウム、ランタン系希土類（酸化エルビウ
ム）を添加し、混合粉体を調整した。ホットプレスを行
い実施例１と同様の加工を行い、加工性を評価した。
化珪素及び窒化珪素を分散した系に酸化スカンジウム、
酸化イットリウム、ランタン系希土類（酸化エルビウ
ム）を添加し、混合粉体を調整した。ホットプレスを行
い実施例１と同様の加工を行い、加工性を評価した。
【００１６】
【表３】 酸化スカンジウム、酸化イットリウム、ランタン系希土
類（酸化エルビウム）を添加することにより、低温で焼
結が可能となり、その結果、酸化物マトリックスの結晶
粒子が微細であり、より優れた面性状が得られた。しか
しながら、その外掛け添加量が５体積％を超えると結晶
粒子が急激に粗大化し、面粗さが劣化した。
類（酸化エルビウム）を添加することにより、低温で焼
結が可能となり、その結果、酸化物マトリックスの結晶
粒子が微細であり、より優れた面性状が得られた。しか
しながら、その外掛け添加量が５体積％を超えると結晶
粒子が急激に粗大化し、面粗さが劣化した。
【００１７】実施例３ 実機テストとして、φ２５ｍｍの先端に凹面形状を持つ
ガラスレンズ成形用の型を製作し、ＳＦ６相当（Ｔｇ＝
５７０°Ｃ）のガラスを用い、成形試験（成形温度：６
５０°Ｃ、圧力：１００ｋｇ／ｃｍ2、加圧時間：１ｍ
ｉｎ、雰囲気：窒素中）を実施したが、実施例１及び実
施例２に示す発明品においては離型膜なしで、型に亀裂
や割れの発生もなく、１００００回以上の打錠成形が可
能であり、その耐久性が確認された。
ガラスレンズ成形用の型を製作し、ＳＦ６相当（Ｔｇ＝
５７０°Ｃ）のガラスを用い、成形試験（成形温度：６
５０°Ｃ、圧力：１００ｋｇ／ｃｍ2、加圧時間：１ｍ
ｉｎ、雰囲気：窒素中）を実施したが、実施例１及び実
施例２に示す発明品においては離型膜なしで、型に亀裂
や割れの発生もなく、１００００回以上の打錠成形が可
能であり、その耐久性が確認された。
【００１８】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏すること
ができる。
ができる。
【００１９】（１）加工性が優れており、短時間で光学
的鏡面が得られる。
的鏡面が得られる。
【００２０】（２）得られた成形面は面粗さが小さく、
成形したガラス材の表面に優れた鏡面を形成できる。
成形したガラス材の表面に優れた鏡面を形成できる。
【００２１】（３）耐酸化性に優れており、面が粗れ難
く、大気中での使用も可能となる。
く、大気中での使用も可能となる。
【００２２】（４）ガラスとの離型性に優れており、製
品の歩留りが高くなる。
品の歩留りが高くなる。
【００２３】（５）蒸着膜等が必要でないため、膜の剥
離がなく、耐久性に優れ、安価な成形用の型を提供でき
る。
離がなく、耐久性に優れ、安価な成形用の型を提供でき
る。
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化物からなるマトリックス内に粒子を
分散したセラミックス材料からなり、前記酸化物が酸化
アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化クロムの一種も
しくは二種以上の混合物であり、且つ、前記分散粒子が
炭化珪素、窒化珪素の一種もしくは二種以上の混合物か
ら成ることを特徴とするガラス成形型。 - 【請求項２】 請求項１に記載の酸化物からなるマトリ
ックスへの分散粒子の含有量が５〜４５体積％であるこ
とを特徴とするガラス成形型。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のセラミ
ックス材料に、焼結助剤として、酸化イットリウム、酸
化スカンジウム、ランタン系希土類を外掛け０．１〜５
体積％を添加したことを特徴とするガラス成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16028996A JPH107424A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | ガラス成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16028996A JPH107424A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | ガラス成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH107424A true JPH107424A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=15711773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16028996A Pending JPH107424A (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | ガラス成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH107424A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019060739A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-28 | Entegris, Inc. | COATINGS FOR GLASS-FORMING MOLDS AND MOLDS COMPRISING THE SAME |
| 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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1996
- 1996-06-20 JP JP16028996A patent/JPH107424A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US10882774B2 (en) | 2017-09-21 | 2021-01-05 | Entegris, Inc. | Coatings for glass-shaping molds and molds comprising the same |
| 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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