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パインケミカル

02.天体望遠鏡と松脂(ロジン)

松脂(ロジン)で宇宙の神秘とロマンを訪ねます

太古の昔から、人々は夜空に輝く数多くの星を見つめて、宇宙の広がりと生命の起源を追い求めてきました。中世に天体望遠鏡が発明されて以来、そこに使われる反射鏡(レンズ)により、科学的な進歩は目を見張るばかりになっていますが、人々が見る夢、ロマンはますます拡がっています。
反射鏡に使用されるレンズの磨き(研磨)に松脂(ロジン)が大切な働きをしているそうです。

取材協力

特殊光学研究所 代表者:苗村敬夫
滋賀県野洲郡中主町八夫
TEL:0775-89-2509

琵琶湖のほとりの静かな田園の町、中主町に特殊光学研究所はあります。
歴史とロマンに囲まれた中主町でレンズの話を取材しました。

画像 野洲郡中主町付近の地図

画像 JR野洲駅の写真
JR野洲駅

1.特殊光学研究所

国産最大レンズに挑戦

画像 苗村敬夫氏の写真
苗村 敬夫さん

苗村さんの工房では1998年4月現在、直径110cmで重さ300kgもある日本で最大級といわれる研磨レンズの製造が、最後の追い込みにかかっていた。
これは研磨し始めてから約6カ月もかかっているもので、来月には完成の予定です。完成したレンズは徳島県那賀川町の天文台(現、阿南市科学センター天文館)に設置される望遠鏡に組み込まれる予定です。

レンズの研磨には機械を使うものの大半は手作業が中心で、制作者の魂のこもった芸術作品そのものです。それ故に、製品を送り出すときは娘を嫁にやるような気持ちになるとか。苗村さんが野洲町に工房を構えたのは、生まれ故郷でもあり、静かで振動が少なく、空気が澄んでおりほこりも少ないうえ、気候的にもレンズ磨きに最適な条件を備えているからとのこと。
レンズ制作40年、送り出したレンズは1000個を優に越えている。10年以上の経験が必要とされるこの世界で、苗村さんの作品は見事という以外にない。

画像 アンドロメダ大星雲のイメージ写真
アンドロメダ大星雲

1998年当時、日本国内では東京天文台で使用されているレンズが直径188㎝と最大。
これはイギリスから輸入したレンズであり、国産レンズとしては、苗村さんが製作中のレンズが最大となる予定。
苗村さんのレンズで何万年、何億光年も先の星座を眺めてみませんか。

2.レンズの研磨(反射鏡)

鏡材と研磨用の材料

鏡材 鏡材のガラスはパイレックス(PYREX、米国:コーニング社)が一般的ですが、口径が大きくなればゼロデュア(ZERODUR、独:ショット社)が多く使われています。化学的な変化が少なく、膨張係数の小さいものが(熱変動の小さいもの)適しています。
研削砂 炭化水素系と酸化アルミニウム系の2つがあり、粒度によって使い分けられています。
研磨材 一般的に酸化セリウム(CeO2)が使用されています。そして、大切なのがアスファルトと松脂(ロジン)から作られるピッチ盤と呼ばれるものです。アスファルトは人によって好みがあるとのことですが、天然産、石油系のものが使われます。松脂(ロジン)の種類は 特に指定はないが、一般的には中国産のガムロジンが使われています。

鏡材と研磨用の材料

研磨工程は、砂ずり→ピッチ盤と酸化セリウムによるみがき工程→検査→完成となります。以下にこの工程について説明します。

A.砂ずり

画像 研磨工程解説の図1
反転ずりと順ずり

研削砂による研磨を行い鏡面に必要な凹面を作ります。砂ずりは荒ずり、中ずり、仕上げずりがあり、各々反転ずりと順ずりを行います。

B.ピッチ盤の作成

画像 完成したピッチ盤の写真
完成したピッチ盤

画像 研磨工程解説の図2
ピッチ盤の溝切り

●ピッチ盤の作り方
ピッチ盤を作るには、アスフアルトと松脂(ロジン)を約7:3(夏は5:5)位の割合で熱をかけて混合します。混合したものを鏡の周りにテープ等を台に流し込みます。
冷えてきてから、手でさわってゴムまりぐらいになったところで鏡面からはずします。このようにして出来たピッチ盤を自然冷却し、周囲のはみ出た所を削り落とし、溝きりを行います。
ピッチ盤の硬さは爪を立ててみて、跡形が少し残る程度の粘度が良いとされています。この硬さが、鏡面作りの成功、不成功につながる大きいポイントです。なにより鏡面に傷をつけない硬さが必要です。

●松脂(ロジン)の役割
松脂(ロジン)の役割は、このピッチ盤の硬さの調整のためと粘着性の両面から大切で、硬すぎても、柔らかすぎても、鏡面に傷を付けたり、剥離出来ない事があります。

C.酸化セリウムとピッチ盤による研磨

画像 研磨工程の写真1
酸化セリウムを水にとき、鏡面に万遍なく塗布する。
この酸化セリウムで磨くことにより、鏡面の平滑性を高めます。

画像 研磨工程の写真2
ピッチ盤をのせて、鏡面の研磨開始。ピッチ盤は研磨に合わせていろいろ大きさを変えていく。
ピッチ盤は酸化セリウムと鏡面を密着させるのに必要です。

この工程を何遍も何遍も繰り返し、その都度鏡面をテストし、求める凹面の放物面へと磨いていきます。

D.鏡面の検査

画像 研磨工程の写真3
鏡面のチェックと完成。
鏡面のチェックにはフーコ計が使用されます。

画像 研磨工程の写真4
研磨とテストを繰り返し行い、凹面の誤差1/1万ミリ、または1/2万ミリの鏡面を作っていきます。究極は1/10万ミリの誤差の世界とか。まさに芸術の世界です。

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