JPH05105461A - ガラスモールドレンズの成形型 - Google Patents
ガラスモールドレンズの成形型Info
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- JPH05105461A JPH05105461A JP29633491A JP29633491A JPH05105461A JP H05105461 A JPH05105461 A JP H05105461A JP 29633491 A JP29633491 A JP 29633491A JP 29633491 A JP29633491 A JP 29633491A JP H05105461 A JPH05105461 A JP H05105461A
- Authority
- JP
- Japan
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- mold
- boron nitride
- sintered body
- purity
- cbn
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- Pending
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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
- 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
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
Landscapes
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガラス付着が少なくしかも長寿命であり、ガ
ラスレンズの成形コストを低減することができるガラス
モールドレンズの成形型の提供。 【構成】 熱分解窒化ほう素を原料とする直接転換法に
よって製造された純度99.5％以上、相対密度99.9％以上
の立方晶窒化ほう素焼結体からなることを特徴とするガ
ラスモールドレンズの成形型。
ラスレンズの成形コストを低減することができるガラス
モールドレンズの成形型の提供。 【構成】 熱分解窒化ほう素を原料とする直接転換法に
よって製造された純度99.5％以上、相対密度99.9％以上
の立方晶窒化ほう素焼結体からなることを特徴とするガ
ラスモールドレンズの成形型。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に光学レンズの製造
に好適なガラスモールドレンズの成形型に関する。
に好適なガラスモールドレンズの成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラスレンズの成形法として、光学ガラ
スを加熱プレスして所望の形状にする方法が知られてい
る。成形型には、高温のガラスに対する化学的安定性や
耐摩耗性、ガラスとの離型性、さらには成形後のガラス
の後研磨を不要にするための表面平滑性などの特性が要
求される。このような要求を満たす材料が従来より検討
されており、各種の金属やセラミックスが提案されてい
る。
スを加熱プレスして所望の形状にする方法が知られてい
る。成形型には、高温のガラスに対する化学的安定性や
耐摩耗性、ガラスとの離型性、さらには成形後のガラス
の後研磨を不要にするための表面平滑性などの特性が要
求される。このような要求を満たす材料が従来より検討
されており、各種の金属やセラミックスが提案されてい
る。
【０００３】その中で、立方晶窒化ほう素（ｃＢＮ）
は、上記の多くを満足する基本特性を有していることか
ら、特開昭63-270324 号公報ではこれを光学素子成形型
として利用することを提案している。この先行技術で
は、成形型の成形面をｃＢＮ含有率50atm ％以上、より
好ましくは70atm ％以上の焼結体で構成されている。
は、上記の多くを満足する基本特性を有していることか
ら、特開昭63-270324 号公報ではこれを光学素子成形型
として利用することを提案している。この先行技術で
は、成形型の成形面をｃＢＮ含有率50atm ％以上、より
好ましくは70atm ％以上の焼結体で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、実際にｃＢＮ
焼結体を成形型の成形面に用いるには、種々の技術的困
難があり、その実用化は進んでいない。その大きな理由
は、まず第１に、ｃＢＮは共有結合性が強い物質であり
単体では焼結が困難であるので、通常はｃＢＮに各種の
セラミックスや金属を焼結助材として混合し、これを超
高圧高温で焼結することによって焼結体が製造されてい
ることによる。特開昭63-270324 号公報においても、実
施例の全ては窒化物や炭化物の焼結助材を使用してい
る。このため、ｃＢＮ焼結体の粒界にｃＢＮ以外の物質
が存在し、焼結体の特性がｃＢＮ本来の特性を反映しな
くなる。
焼結体を成形型の成形面に用いるには、種々の技術的困
難があり、その実用化は進んでいない。その大きな理由
は、まず第１に、ｃＢＮは共有結合性が強い物質であり
単体では焼結が困難であるので、通常はｃＢＮに各種の
セラミックスや金属を焼結助材として混合し、これを超
高圧高温で焼結することによって焼結体が製造されてい
ることによる。特開昭63-270324 号公報においても、実
施例の全ては窒化物や炭化物の焼結助材を使用してい
る。このため、ｃＢＮ焼結体の粒界にｃＢＮ以外の物質
が存在し、焼結体の特性がｃＢＮ本来の特性を反映しな
くなる。
【０００５】ガラスモールドレンズの成形型としてこの
ようなｃＢＮ焼結体を使った場合、粒界部分に残存する
セラミックスや金属部分が選択的に腐食・摩耗されて成
形型表面が荒れ、離型性が悪くなったり、早い段階で型
として使えなくなるという問題が生ずる。特開平3-8873
2 号公報では、ｃＢＮに非常に近い特性を持ったウルツ
型ＢＮ（ｗＢＮ）の焼結体を使うことを提案している
が、この場合も粒界に残存する焼結助材の悪影響の問題
はｃＢＮの場合と変わらない。また、ｗＢＮはｃＢＮよ
りも柔らかいため、耐摩耗性がｃＢＮに及ばず、寿命の
面で問題がある。
ようなｃＢＮ焼結体を使った場合、粒界部分に残存する
セラミックスや金属部分が選択的に腐食・摩耗されて成
形型表面が荒れ、離型性が悪くなったり、早い段階で型
として使えなくなるという問題が生ずる。特開平3-8873
2 号公報では、ｃＢＮに非常に近い特性を持ったウルツ
型ＢＮ（ｗＢＮ）の焼結体を使うことを提案している
が、この場合も粒界に残存する焼結助材の悪影響の問題
はｃＢＮの場合と変わらない。また、ｗＢＮはｃＢＮよ
りも柔らかいため、耐摩耗性がｃＢＮに及ばず、寿命の
面で問題がある。
【０００６】このため、薄膜コーティングの形で利用し
たり、粒界の存在しない単結晶を研削・研磨して型にす
ることなどが考えられている。しかし、薄膜コーティン
グでは、薄膜形成技術そのものが未だ完成しておらず、
化学的安定性の高い結晶質のｃＢＮ膜を工業的に形成す
る方法は確立していない。また、ｃＢＮ単結晶は現在ま
だ直径10mm以下のものしか製造できず、成形型とするに
は寸法の点で難点があるほか、へき開しやすい単結晶を
機械的に研削・研磨するので相当のコスト高となってし
まう。
たり、粒界の存在しない単結晶を研削・研磨して型にす
ることなどが考えられている。しかし、薄膜コーティン
グでは、薄膜形成技術そのものが未だ完成しておらず、
化学的安定性の高い結晶質のｃＢＮ膜を工業的に形成す
る方法は確立していない。また、ｃＢＮ単結晶は現在ま
だ直径10mm以下のものしか製造できず、成形型とするに
は寸法の点で難点があるほか、へき開しやすい単結晶を
機械的に研削・研磨するので相当のコスト高となってし
まう。
【０００７】もう一つの問題は、特開平3-88732 号公報
にも述べられているように、これまでのｃＢＮ焼結体で
は、曲率が小さく深面のガラスレンズ成形に対応できる
ような肉厚の焼結体の作製が非常に難しく、型コストが
上昇してしまうことである。
にも述べられているように、これまでのｃＢＮ焼結体で
は、曲率が小さく深面のガラスレンズ成形に対応できる
ような肉厚の焼結体の作製が非常に難しく、型コストが
上昇してしまうことである。
【０００８】本発明の目的は、従来の以上のような問題
点を解決し、曲率が小さく深面の型を容易に成形でき、
しかもこれまでのｃＢＮ成形型よりも長期にわたって平
滑な面が保持され離型性も維持される長寿命のガラスモ
ールドレンズの成形型を提供することにある。
点を解決し、曲率が小さく深面の型を容易に成形でき、
しかもこれまでのｃＢＮ成形型よりも長期にわたって平
滑な面が保持され離型性も維持される長寿命のガラスモ
ールドレンズの成形型を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決すための手段】すなわち、本発明は、熱分
解窒化ほう素（Ｐ−ＢＮ）を原料とする直接転換法によ
って製造された、純度99.5％以上、相対密度99.9％以上
の立方晶窒化ほう素焼結体からなることを特徴とするガ
ラスモールドレンズの成形型である。
解窒化ほう素（Ｐ−ＢＮ）を原料とする直接転換法によ
って製造された、純度99.5％以上、相対密度99.9％以上
の立方晶窒化ほう素焼結体からなることを特徴とするガ
ラスモールドレンズの成形型である。
【００１０】以下、さらに詳しく本発明について説明す
る。
る。
【００１１】本発明で用いるｃＢＮ焼結体は、直接転換
法として知られている方法で製造されたものであり、低
圧相である六方晶窒化ほう素（ｈＢＮ）をｃＢＮに転換
する際に、一般に「触媒」もしくは「溶媒」と呼ばれて
いる物質の作用が無い状態で、超高圧高温処理されて製
造されたものである。直接転換法によるｃＢＮ焼結体の
製造においては、原料として表面にほう素を形成させた
粉末状のｈＢＮを用いる方法（特開昭55-167110 号公
報）、ｈＢＮ粉末の焼結体を用いる方法（特開平3-1599
64号号公報）、ＣＶＤ法で製造されるＰ−ＢＮを用いる
方法（特開昭54-33510号公報、特開平1-184033号公報）
などが知られている。
法として知られている方法で製造されたものであり、低
圧相である六方晶窒化ほう素（ｈＢＮ）をｃＢＮに転換
する際に、一般に「触媒」もしくは「溶媒」と呼ばれて
いる物質の作用が無い状態で、超高圧高温処理されて製
造されたものである。直接転換法によるｃＢＮ焼結体の
製造においては、原料として表面にほう素を形成させた
粉末状のｈＢＮを用いる方法（特開昭55-167110 号公
報）、ｈＢＮ粉末の焼結体を用いる方法（特開平3-1599
64号号公報）、ＣＶＤ法で製造されるＰ−ＢＮを用いる
方法（特開昭54-33510号公報、特開平1-184033号公報）
などが知られている。
【００１２】本発明では、これらのなかで後者の方法を
採用する。その理由は、低圧相ＢＮの粉末又は粉末の焼
結体を原料とする方法では、原料自身に多くの空隙が存
在するために、ガラスモールドレンズの成形型に適した
相対密度99.9％以上の気孔の殆ど無い緻密なｃＢＮ焼結
体を得るのが容易でなく、圧力7GPa以上、温度2100℃以
上の非常に厳しい超高圧高温処理条件が必要となるので
製造コストの面で問題がある他、超高圧高温処理装置に
充填される段階での原料の相対密度が低いために厚みの
ある焼結体が得られにくく、曲率の小さい深面ガラスレ
ンズの成形型をつくりにくいという問題があるからであ
る。
採用する。その理由は、低圧相ＢＮの粉末又は粉末の焼
結体を原料とする方法では、原料自身に多くの空隙が存
在するために、ガラスモールドレンズの成形型に適した
相対密度99.9％以上の気孔の殆ど無い緻密なｃＢＮ焼結
体を得るのが容易でなく、圧力7GPa以上、温度2100℃以
上の非常に厳しい超高圧高温処理条件が必要となるので
製造コストの面で問題がある他、超高圧高温処理装置に
充填される段階での原料の相対密度が低いために厚みの
ある焼結体が得られにくく、曲率の小さい深面ガラスレ
ンズの成形型をつくりにくいという問題があるからであ
る。
【００１３】これに対して、Ｐ−ＢＮを原料とする場合
には、Ｐ−ＢＮ自身が非常に高密度な低圧相ＢＮの成形
体であり、しかもＣＶＤ法で製造されるので高純度であ
るため、超高圧高温処理条件が比較的穏やかであるにも
かかわらず、気孔の殆ど無い、密度99.9％以上の緻密な
焼結体を得ることができる。
には、Ｐ−ＢＮ自身が非常に高密度な低圧相ＢＮの成形
体であり、しかもＣＶＤ法で製造されるので高純度であ
るため、超高圧高温処理条件が比較的穏やかであるにも
かかわらず、気孔の殆ど無い、密度99.9％以上の緻密な
焼結体を得ることができる。
【００１４】ガラスモールドレンズは、成形後に研磨し
ないで使用することを目的としており、そのためには成
形された表面粗さはできるだけ滑らかになっていなけれ
ばならず、具体的には、Rmax＝0.5 μm 以下が必要であ
る。直接転換法により製造されるｃＢＮ焼結体の場合、
相対密度99.9％以上でこのような表面粗さを達成するこ
とができる。
ないで使用することを目的としており、そのためには成
形された表面粗さはできるだけ滑らかになっていなけれ
ばならず、具体的には、Rmax＝0.5 μm 以下が必要であ
る。直接転換法により製造されるｃＢＮ焼結体の場合、
相対密度99.9％以上でこのような表面粗さを達成するこ
とができる。
【００１５】Ｐ−ＢＮは、「ＦＣレポート」vol.4 No2
7〜15頁(1986)にも記載されているように、三塩化ほう
素とアンモニアなどの原料ガスを、50Torr以下の圧力、
1800℃以上の高温で反応させ、黒鉛基材上に固体として
析出させることによって製造することができる。このよ
うにして得られたＰ−ＢＮ成形体には、電子顕微鏡で観
察されるような気孔はほとんど認められず、非常に緻密
なものであるので、これを直接転換法によってｃＢＮに
転換した場合も、ガラス成形型とした場合に問題となる
ような気孔の無いｃＢＮ焼結体にすることができ、その
相対密度も99.9％以上の非常に緻密なものとなる。
7〜15頁(1986)にも記載されているように、三塩化ほう
素とアンモニアなどの原料ガスを、50Torr以下の圧力、
1800℃以上の高温で反応させ、黒鉛基材上に固体として
析出させることによって製造することができる。このよ
うにして得られたＰ−ＢＮ成形体には、電子顕微鏡で観
察されるような気孔はほとんど認められず、非常に緻密
なものであるので、これを直接転換法によってｃＢＮに
転換した場合も、ガラス成形型とした場合に問題となる
ような気孔の無いｃＢＮ焼結体にすることができ、その
相対密度も99.9％以上の非常に緻密なものとなる。
【００１６】さらに、Ｐ−ＢＮはＣＶＤ法で製造される
ので、原料ガスとＣＶＤ装置の炉材の純度に注意すれ
ば、高純度にすることが容易であり、たとえば半導体の
製造に使われるような４〜６ＮのＰ−ＢＮ純度を維持す
ることができる。本発明では、Ｐ−ＢＮ純度が99.5％以
上あれば、目的とする高性能のガラスモールドレンズの
成形型を得ることができる。
ので、原料ガスとＣＶＤ装置の炉材の純度に注意すれ
ば、高純度にすることが容易であり、たとえば半導体の
製造に使われるような４〜６ＮのＰ−ＢＮ純度を維持す
ることができる。本発明では、Ｐ−ＢＮ純度が99.5％以
上あれば、目的とする高性能のガラスモールドレンズの
成形型を得ることができる。
【００１７】直接転換法で上記Ｐ−ＢＮ原料をｃＢＮに
転換した場合、直接転換法自身もｃＢＮ中への不純物混
入が非常に少ない方法であるので、最終的に得られるｃ
ＢＮ焼結体も非常に高い純度99.5％以上を維持すること
ができる。従って、これをガラスモールドレンズの成形
型とした場合、ガラスと反応しやすい不純物成分がきわ
めて少ないので、長期の繰り返し使用によっても型表面
の荒れや離型不良が起きず、高性能かつ長寿命の型を得
ることができる。しかし、ｃＢＮ純度が99.5％よりも悪
いと、ガラスレンズの成形において型表面が比較的早い
段階から荒れ始める場合があり好ましくない。なお、特
開平1-184033号公報に示されているような結晶性の高い
Ｐ−ＢＮ原料を用いる場合には、6GPa台の圧力、2000℃
以下の温度でも緻密なｃＢＮ焼結体が得られるので、製
造コストの点で有利になる。
転換した場合、直接転換法自身もｃＢＮ中への不純物混
入が非常に少ない方法であるので、最終的に得られるｃ
ＢＮ焼結体も非常に高い純度99.5％以上を維持すること
ができる。従って、これをガラスモールドレンズの成形
型とした場合、ガラスと反応しやすい不純物成分がきわ
めて少ないので、長期の繰り返し使用によっても型表面
の荒れや離型不良が起きず、高性能かつ長寿命の型を得
ることができる。しかし、ｃＢＮ純度が99.5％よりも悪
いと、ガラスレンズの成形において型表面が比較的早い
段階から荒れ始める場合があり好ましくない。なお、特
開平1-184033号公報に示されているような結晶性の高い
Ｐ−ＢＮ原料を用いる場合には、6GPa台の圧力、2000℃
以下の温度でも緻密なｃＢＮ焼結体が得られるので、製
造コストの点で有利になる。
【００１８】Ｐ−ＢＮの密度が高いという特徴は、これ
を原料として超高圧高温処理装置に充填する際に、限ら
れた超高圧発生空間を低圧相ＢＮで効率よく満たすこと
ができるので、曲率の小さい深面成形型に対応できる肉
厚の焼結体をつくる上でも有利に作用する。
を原料として超高圧高温処理装置に充填する際に、限ら
れた超高圧発生空間を低圧相ＢＮで効率よく満たすこと
ができるので、曲率の小さい深面成形型に対応できる肉
厚の焼結体をつくる上でも有利に作用する。
【００１９】Ｐ−ＢＮを原料とすることのもう一つの利
点は、Ｐ−ＢＮはセラミックスでありながら柔軟性に富
み、しかもある程度の温度と圧力を加えることによって
容易に塑性変形を起こすので、最終的な成形面に近い寸
法形状のｃＢＮ焼結体を得る方法をも採用することがで
きるということである。すなわち、成形面とほぼ同じ形
状に加工された型の間にＰ−ＢＮの板を位置させ、600
℃以上の温度をかけながらこれをプレスすることによっ
て、金属のプレス成形と同様に型の形状にあわせて塑性
加工されたＰ−ＢＮを得ることができる。あまり鋭利な
角に成形することは難しいが、ガラスレンズの成形に必
要な程度の曲率であれば、問題なく成形することができ
る。
点は、Ｐ−ＢＮはセラミックスでありながら柔軟性に富
み、しかもある程度の温度と圧力を加えることによって
容易に塑性変形を起こすので、最終的な成形面に近い寸
法形状のｃＢＮ焼結体を得る方法をも採用することがで
きるということである。すなわち、成形面とほぼ同じ形
状に加工された型の間にＰ−ＢＮの板を位置させ、600
℃以上の温度をかけながらこれをプレスすることによっ
て、金属のプレス成形と同様に型の形状にあわせて塑性
加工されたＰ−ＢＮを得ることができる。あまり鋭利な
角に成形することは難しいが、ガラスレンズの成形に必
要な程度の曲率であれば、問題なく成形することができ
る。
【００２０】以上のようにして、あらかじめ成形された
Ｐ−ＢＮを同じ所望の形状の型の間にはさんで超高圧高
温処理装置にセットし、超高圧高温処理を行なうことに
より、最終的な成形面に非常に近い、いわゆるニアネッ
トシェイプのｃＢＮ焼結体を得ることができ、その後の
研削加工がほとんど必要でなくなるので、コスト面で非
常に有利となる。
Ｐ−ＢＮを同じ所望の形状の型の間にはさんで超高圧高
温処理装置にセットし、超高圧高温処理を行なうことに
より、最終的な成形面に非常に近い、いわゆるニアネッ
トシェイプのｃＢＮ焼結体を得ることができ、その後の
研削加工がほとんど必要でなくなるので、コスト面で非
常に有利となる。
【００２１】また、Ｐ−ＢＮの塑性加工とそのｃＢＮへ
の転換は、超高圧高温処理装置で連続して行なうことも
可能である。このようなことが可能になるのは、Ｐ−Ｂ
Ｎが非常に高い配向性を持った材料で、特にＣＶＤの際
の析出面と平行な方向にｈＢＮ結晶のｃ面が配向した構
造をしており、しかもＢＮがｃ面方向に非常に滑りやす
いという特性を持っているからであって、粒子がランダ
ムに配向した通常のｈＢＮ焼結体ではこのような挙動は
全く期待できない。なお、この方法を採用する場合に
は、原料のＰ−ＢＮは配向度の高いものが変形が容易で
好ましく、具体的にはｃ軸の選択配向度が100 以下のも
のが特によい。選択配向度の値がこれよりも大きいと、
原料の塑性加工をした後に元の形状に戻りやすくなっ
て、超高圧高温処理装置への充填が容易でなくなる。な
お、ｃ軸の選択配向度とその測定方法については、米国
特許第3578403 号明細書、Physica 139 & 140B (1986)
256-258等に示されている。
の転換は、超高圧高温処理装置で連続して行なうことも
可能である。このようなことが可能になるのは、Ｐ−Ｂ
Ｎが非常に高い配向性を持った材料で、特にＣＶＤの際
の析出面と平行な方向にｈＢＮ結晶のｃ面が配向した構
造をしており、しかもＢＮがｃ面方向に非常に滑りやす
いという特性を持っているからであって、粒子がランダ
ムに配向した通常のｈＢＮ焼結体ではこのような挙動は
全く期待できない。なお、この方法を採用する場合に
は、原料のＰ−ＢＮは配向度の高いものが変形が容易で
好ましく、具体的にはｃ軸の選択配向度が100 以下のも
のが特によい。選択配向度の値がこれよりも大きいと、
原料の塑性加工をした後に元の形状に戻りやすくなっ
て、超高圧高温処理装置への充填が容易でなくなる。な
お、ｃ軸の選択配向度とその測定方法については、米国
特許第3578403 号明細書、Physica 139 & 140B (1986)
256-258等に示されている。
【００２２】
【実施例】次に、実施例と比較例をあげてさらに具体的
に本発明を説明する。
に本発明を説明する。
【００２３】実施例１ 比較例１〜２ 厚み3mm の市販のＰ−ＢＮ板（電気化学工業社製商品名
「デンカＰ−ＢＮ」）から直径15mmの円板を切り出し、
これを圧力6.5GPa、温度1980℃で30分間処理して、厚み
約1.8mm 、直径15.5mmのｃＢＮ焼結体を作製した。ＩＣ
Ｐ法で純度分析を行なったところ、原料のＰ−ＢＮは9
9.995％以上、同じ方法で製造したｃＢＮ焼結体は99.95
％以上であった。また、この焼結体の密度はｃＢＮの
理論密度3.45g/cm3 に等しく、ほぼ100 ％緻密化してい
た。
「デンカＰ−ＢＮ」）から直径15mmの円板を切り出し、
これを圧力6.5GPa、温度1980℃で30分間処理して、厚み
約1.8mm 、直径15.5mmのｃＢＮ焼結体を作製した。ＩＣ
Ｐ法で純度分析を行なったところ、原料のＰ−ＢＮは9
9.995％以上、同じ方法で製造したｃＢＮ焼結体は99.95
％以上であった。また、この焼結体の密度はｃＢＮの
理論密度3.45g/cm3 に等しく、ほぼ100 ％緻密化してい
た。
【００２４】この焼結体をダイヤモンド砥石によって研
削加工して成形面の形状にほぼ仕上げた後、超硬合金製
の台座にTiを含む高温ロウ材によってロウ付けした。こ
の状態でさらに成形面をダイヤモンド砥粒によって研磨
し、表面粗さRmax＝0.03μmにまで仕上げてガラスレン
ズの成形型を作製した（実施例１）。
削加工して成形面の形状にほぼ仕上げた後、超硬合金製
の台座にTiを含む高温ロウ材によってロウ付けした。こ
の状態でさらに成形面をダイヤモンド砥粒によって研磨
し、表面粗さRmax＝0.03μmにまで仕上げてガラスレン
ズの成形型を作製した（実施例１）。
【００２５】比較のため、特開昭63-270324 号公報に開
示された方法に従い、ｃＢＮ85atm％、TiN11atm％、TiC
2atm ％及び残分Niからなる混合粉末を用いてｃＢＮ焼
結体を作製し、実施例１と同じ方法により成形型を作製
した（比較例１）。その際、実施例１と同じ方法で成形
面の仕上げ研磨を行なったところ、その表面粗さはRmax
＝0.05μmmとやや大きい値であった。
示された方法に従い、ｃＢＮ85atm％、TiN11atm％、TiC
2atm ％及び残分Niからなる混合粉末を用いてｃＢＮ焼
結体を作製し、実施例１と同じ方法により成形型を作製
した（比較例１）。その際、実施例１と同じ方法で成形
面の仕上げ研磨を行なったところ、その表面粗さはRmax
＝0.05μmmとやや大きい値であった。
【００２６】以上の２つの成形型を用いてＳＦ系ガラス
（SiO2-PbO系）のレンズを成形したところ、実施例１で
は75000 ショットの成形後もガラスの品質に変化はな
く、引続き使用が可能であった。これに対して、比較例
１では50000 ショットを繰り返した時点から徐々にガラ
スの変色が目立ち始め、55000 ショットを越えた時点か
らは型へのガラスの焼き付きが顕著になって使用できな
くなった。
（SiO2-PbO系）のレンズを成形したところ、実施例１で
は75000 ショットの成形後もガラスの品質に変化はな
く、引続き使用が可能であった。これに対して、比較例
１では50000 ショットを繰り返した時点から徐々にガラ
スの変色が目立ち始め、55000 ショットを越えた時点か
らは型へのガラスの焼き付きが顕著になって使用できな
くなった。
【００２７】同じ試験をｗＢＮの焼結体から作製した型
（比較例２）について行なったところ、20000 ショット
で変色と焼き付きが著しくなり寿命に達した。
（比較例２）について行なったところ、20000 ショット
で変色と焼き付きが著しくなり寿命に達した。
【００２８】比較例３〜４ 市販のｈＢＮ粉末（電気化学工業社製商品名「グレード
GP」）を10-3Torrの真空中、2000C で10分間熱処理し
て、表面に遊離ほう素を形成させたもの（比較例３）、
および市販のｈＢＮ焼結体（電気化学工業社製商品名
「グレードN-1 」）を10-3Torrの真空中、1600℃で2 時
間、さらに窒素雰囲気中、2100℃で2 時間、加熱して酸
素含有量を0.06％以下にしたもの（比較例４）を準備し
た。
GP」）を10-3Torrの真空中、2000C で10分間熱処理し
て、表面に遊離ほう素を形成させたもの（比較例３）、
および市販のｈＢＮ焼結体（電気化学工業社製商品名
「グレードN-1 」）を10-3Torrの真空中、1600℃で2 時
間、さらに窒素雰囲気中、2100℃で2 時間、加熱して酸
素含有量を0.06％以下にしたもの（比較例４）を準備し
た。
【００２９】それらを実施例１と同じ条件でｃＢＮ焼結
体への転換を試み生成物を粉末Ｘ線回折法により分析し
たところ、いずれも完全にはｃＢＮに転換せず原料のｈ
ＢＮが一部残存していた。そこで、圧力を7GPa、温度を
2150℃に高め、30分処理することにより、Ｘ線回折法で
ｈＢＮの残留が認められないｃＢＮ焼結体が作製するこ
とができた。しかし、ｃＢＮ焼結体の相対密度は、比較
例３が99.6％、比較例４が99.8％であり、実施例１より
も小さかった。
体への転換を試み生成物を粉末Ｘ線回折法により分析し
たところ、いずれも完全にはｃＢＮに転換せず原料のｈ
ＢＮが一部残存していた。そこで、圧力を7GPa、温度を
2150℃に高め、30分処理することにより、Ｘ線回折法で
ｈＢＮの残留が認められないｃＢＮ焼結体が作製するこ
とができた。しかし、ｃＢＮ焼結体の相対密度は、比較
例３が99.6％、比較例４が99.8％であり、実施例１より
も小さかった。
【００３０】得られた焼結体を実施例１と同様の方法で
研削・研磨加工したが、表面粗さはRmax＝0.05μmm以下
にはならず、平滑さにおいて実施例１の水準には達しな
かった。実施例１と同じＳＦ系ガラスの成形を行なった
ところ、比較例３は35000 ショット、比較例４は23000
ショットを越えた付近から、成形面の荒れが目立ち始
め、引き続いての使用が困難になった。この転換条件で
は、ｃＢＮへの転換はほぼ完全に起こるものの、緻密
化、粒子間結合の発達の面で本発明の水準には達してい
ないと思われる。
研削・研磨加工したが、表面粗さはRmax＝0.05μmm以下
にはならず、平滑さにおいて実施例１の水準には達しな
かった。実施例１と同じＳＦ系ガラスの成形を行なった
ところ、比較例３は35000 ショット、比較例４は23000
ショットを越えた付近から、成形面の荒れが目立ち始
め、引き続いての使用が困難になった。この転換条件で
は、ｃＢＮへの転換はほぼ完全に起こるものの、緻密
化、粒子間結合の発達の面で本発明の水準には達してい
ないと思われる。
【００３１】実施例２ ｃ軸の選択配向度が10のＰ−ＢＮ板を、 ｃ軸が選択的に
配向した方向に2mm の厚さに加工し、 この板から直径15
mm、 厚さ2mm のＰ−ＢＮ円板を切り出した。黒鉛により
目的とするガラスレンズの曲率に合わせた型を作製し、
この型の間にＰ−ＢＮ円板をはさんで温度1200℃、 圧力
30MPa で30分間熱間加工して、ガラスレンズ成形型の成
形面にほぼ一致する曲率を持ったＰ−ＢＮ板を得た。
配向した方向に2mm の厚さに加工し、 この板から直径15
mm、 厚さ2mm のＰ−ＢＮ円板を切り出した。黒鉛により
目的とするガラスレンズの曲率に合わせた型を作製し、
この型の間にＰ−ＢＮ円板をはさんで温度1200℃、 圧力
30MPa で30分間熱間加工して、ガラスレンズ成形型の成
形面にほぼ一致する曲率を持ったＰ−ＢＮ板を得た。
【００３２】ついで、このＰ−ＢＮ板を同じ黒鉛型の間
にはさみ、全体を超高圧高温処理装置にセットして、圧
力6.5GPa、温度1980℃で30分間処理した。冷却、除圧し
て試料を回収したところ、成形型の成形面にほぼ一致す
る曲率を持ったｃＢＮ焼結体が得られた。ｃＢＮ焼結体
の純度は99.9％、相対密度は理論密度3.45g/cm3 に等し
く、ほぼ100 ％緻密化していた。
にはさみ、全体を超高圧高温処理装置にセットして、圧
力6.5GPa、温度1980℃で30分間処理した。冷却、除圧し
て試料を回収したところ、成形型の成形面にほぼ一致す
る曲率を持ったｃＢＮ焼結体が得られた。ｃＢＮ焼結体
の純度は99.9％、相対密度は理論密度3.45g/cm3 に等し
く、ほぼ100 ％緻密化していた。
【００３３】これを超硬合金製の土台にロウ付けし、実
施例１と同様にして、ダイヤモンド砥粒によって研磨加
工して表面粗さRmax＝0.03μm に仕上げた。実施例１と
は異なり、この場合にはダイヤモンド砥石による研削が
ほとんど必要でなく、研磨加工のみで型の面に仕上げる
ことができたので製造コストが低減できた。実施例１と
同様にして、ＳＦ系ガラスの成形を行なったところ、75
000 ショット以上の繰り返しにも問題なく使用できた。
施例１と同様にして、ダイヤモンド砥粒によって研磨加
工して表面粗さRmax＝0.03μm に仕上げた。実施例１と
は異なり、この場合にはダイヤモンド砥石による研削が
ほとんど必要でなく、研磨加工のみで型の面に仕上げる
ことができたので製造コストが低減できた。実施例１と
同様にして、ＳＦ系ガラスの成形を行なったところ、75
000 ショット以上の繰り返しにも問題なく使用できた。
【００３４】
【発明の効果】本発明のガラスモールドレンズの成形型
は、従来のｃＢＮ焼結体からなる成形型よりもガラス付
着が少なくしかも長寿命であり、ガラスレンズの成形コ
ストを低減することができる。
は、従来のｃＢＮ焼結体からなる成形型よりもガラス付
着が少なくしかも長寿命であり、ガラスレンズの成形コ
ストを低減することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 熱分解窒化ほう素を原料とする直接転換
法によって製造された、純度99.5％以上、相対密度99.9
％以上の立方晶窒化ほう素焼結体からなることを特徴と
するガラスモールドレンズの成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29633491A JPH05105461A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | ガラスモールドレンズの成形型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29633491A JPH05105461A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | ガラスモールドレンズの成形型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05105461A true JPH05105461A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17832199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29633491A Pending JPH05105461A (ja) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | ガラスモールドレンズの成形型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05105461A (ja) |
-
1991
- 1991-10-16 JP JP29633491A patent/JPH05105461A/ja active Pending
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