JPH04260619A - 光学素子成形方法および成形用金型 - Google Patents
光学素子成形方法および成形用金型Info
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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
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- 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
- C03B2215/16—Metals or alloys, e.g. Ni-P, Ni-B, amorphous metals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (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】本発明はガラス等の光学材料を金
型でプレス成形することによって光学素子を得るための
方法および金型そのものに関するものである。
型でプレス成形することによって光学素子を得るための
方法および金型そのものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラスレンズを得るための金型と
して、超硬合金の母材上に炭化クロム、窒化クロム等の
クロム化合物によって表面層を形成し、この金型によっ
て不活性ガス雰囲気中でプレスを行うことが知られてい
る。
して、超硬合金の母材上に炭化クロム、窒化クロム等の
クロム化合物によって表面層を形成し、この金型によっ
て不活性ガス雰囲気中でプレスを行うことが知られてい
る。
【0003】たとえば、特開昭62−87423号公報
や特開昭63−123822号公報では窒化クロムや炭
化クロムを表面層に用いることが開示されている。また
、特開平2−26841号公報では酸化クロムや酸炭化
クロムや酸窒化クロム等を表面層に用いた金型でアルゴ
ンガス雰囲気中でプレスを行うことが開示されている。
や特開昭63−123822号公報では窒化クロムや炭
化クロムを表面層に用いることが開示されている。また
、特開平2−26841号公報では酸化クロムや酸炭化
クロムや酸窒化クロム等を表面層に用いた金型でアルゴ
ンガス雰囲気中でプレスを行うことが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、クロム化合物
は母材に対する密着性やガラスに対する離型性や硬度の
高さなどのバランスが良いのでよく用いられているが、
局所的な組成のばらつきのために金型上の温度分布が一
様でなく、特に高温では成形されたレンズの表面形状が
金型の表面形状と一致しなくなる可能性がある。
は母材に対する密着性やガラスに対する離型性や硬度の
高さなどのバランスが良いのでよく用いられているが、
局所的な組成のばらつきのために金型上の温度分布が一
様でなく、特に高温では成形されたレンズの表面形状が
金型の表面形状と一致しなくなる可能性がある。
【0005】また、酸化、窒化によりあるいは繰り返し
プレスを行うことや高温高圧下でプレスを行うことによ
り組成のばらつきは一層大きくなるので、表面層に傷や
剥離が生じやすくなり、得られるレンズの品質が低下し
やすかった。
プレスを行うことや高温高圧下でプレスを行うことによ
り組成のばらつきは一層大きくなるので、表面層に傷や
剥離が生じやすくなり、得られるレンズの品質が低下し
やすかった。
【0006】このため、従来は高温下や高圧下では、限
られた種類のガラスしかプレスができなかった。
られた種類のガラスしかプレスができなかった。
【0007】また、炭化クロムについては高温下では空
気中の酸素や窒素にたとえ小量であっても過敏に反応す
るため金型の劣化が早く、同様の欠点があった。
気中の酸素や窒素にたとえ小量であっても過敏に反応す
るため金型の劣化が早く、同様の欠点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような従来のプレス
での制限をなくすために、本発明では表面層としてクロ
ム化合物ではなくクロム単体を用いることを第1の特徴
としている。また、クロムと他の金属特にコバルト、モ
リブデン、チタンとの合金を用いることを第2の特徴と
している。
での制限をなくすために、本発明では表面層としてクロ
ム化合物ではなくクロム単体を用いることを第1の特徴
としている。また、クロムと他の金属特にコバルト、モ
リブデン、チタンとの合金を用いることを第2の特徴と
している。
【0009】
【作用】そして、このように化合物ではなくクロムの単
体を表面層として用いるために、組成のばらつきはなく
、金型上での温度分布は一様となるので、表面層に欠陥
が生じにくく高温高圧でも多数回のプレスが行える。
体を表面層として用いるために、組成のばらつきはなく
、金型上での温度分布は一様となるので、表面層に欠陥
が生じにくく高温高圧でも多数回のプレスが行える。
【0010】また、実験によればクロムと上にあげた金
属との合金も表面層に欠陥が生じにくく高温高圧下で多
数回のプレスが行える。
属との合金も表面層に欠陥が生じにくく高温高圧下で多
数回のプレスが行える。
【0011】
【第1実施例】図1、2に本発明を適用したガラス成形
用プレス装置を示す。図1に示すように、金型1、2が
収まる成形室Cを密閉できるように箱体A、Bが設けら
れている。そして、この成形室Cには吸入管Dと排出管
Eとが接続されている。金型1、2について図2を用い
てさらに詳しく説明すると、上側の金型1は、直径20
mmで曲率半径55mmの凸面を有する超硬合金からな
る母材3と、母材3上にスパッタリングによって形成さ
れた膜厚0.5μmの単体クロムからなる表面層4とで
構成されている。下側の金型2も、同様に直径20mm
の平面を有し超硬合金からなる母材5と母材5上に設け
られた膜厚0.5μmのクロム表面層6とで構成されて
いる。そして金型1、2の表面粗さは最大0.030μ
mに抑えられている。
用プレス装置を示す。図1に示すように、金型1、2が
収まる成形室Cを密閉できるように箱体A、Bが設けら
れている。そして、この成形室Cには吸入管Dと排出管
Eとが接続されている。金型1、2について図2を用い
てさらに詳しく説明すると、上側の金型1は、直径20
mmで曲率半径55mmの凸面を有する超硬合金からな
る母材3と、母材3上にスパッタリングによって形成さ
れた膜厚0.5μmの単体クロムからなる表面層4とで
構成されている。下側の金型2も、同様に直径20mm
の平面を有し超硬合金からなる母材5と母材5上に設け
られた膜厚0.5μmのクロム表面層6とで構成されて
いる。そして金型1、2の表面粗さは最大0.030μ
mに抑えられている。
【0012】プレス時には、金型2上に直径15mmの
加熱されたBK7からなるガラスブランクGを置き、成
形室Cを密閉してから吸入管Dからアルゴンガスを注入
しながら排出管Eによって空気を抜き金型に悪影響を与
える酸素、窒素、水蒸気などを取り除く。そして、金型
1、2を650℃に加熱し圧力100Kg/cm2 で
プレスし、有効径13mmの平凹レンズを得る。
加熱されたBK7からなるガラスブランクGを置き、成
形室Cを密閉してから吸入管Dからアルゴンガスを注入
しながら排出管Eによって空気を抜き金型に悪影響を与
える酸素、窒素、水蒸気などを取り除く。そして、金型
1、2を650℃に加熱し圧力100Kg/cm2 で
プレスし、有効径13mmの平凹レンズを得る。
【0013】実験によると、このプレスを5000サイ
クル繰り返しても、得られるレンズの形状はほとんど変
化せず、金型1、2の最大表面粗さも0.033μmに
とどまる。
クル繰り返しても、得られるレンズの形状はほとんど変
化せず、金型1、2の最大表面粗さも0.033μmに
とどまる。
【0014】また、BK7でなくSF6からなるガラス
ブランクから同形状のレンズを得る場合には、金型1、
2の温度を500℃とすることにより3000回程度ま
ではレンズの形状はほとんど変化せず、表面粗さにも大
きな変化はない。LA9からなるガラスブランクについ
ても金型温度を720℃とすることにより問題なく一定
形状のレンズが得られる。
ブランクから同形状のレンズを得る場合には、金型1、
2の温度を500℃とすることにより3000回程度ま
ではレンズの形状はほとんど変化せず、表面粗さにも大
きな変化はない。LA9からなるガラスブランクについ
ても金型温度を720℃とすることにより問題なく一定
形状のレンズが得られる。
【0015】金型1、2は平凹レンズを得るために平凸
の組み合わせになっているが両方とも凸面にしたり両面
とも凹面にしたりあるいは非球面と凹面との組み合わせ
にしたりしてもよい。
の組み合わせになっているが両方とも凸面にしたり両面
とも凹面にしたりあるいは非球面と凹面との組み合わせ
にしたりしてもよい。
【0016】また、金型の母材には超硬合金でなくクロ
ムとなじみのよいステンレスなどの他の金属やセラミク
スなどを用いてもよい。さらに図3に示すように母材と
表面層との間にクロムや母材とのなじみのよい中間層を
設けてもよい。
ムとなじみのよいステンレスなどの他の金属やセラミク
スなどを用いてもよい。さらに図3に示すように母材と
表面層との間にクロムや母材とのなじみのよい中間層を
設けてもよい。
【0017】図3の金型では上金型11は直径20mm
で曲率半径55mmの凸面を有する母材13上に膜厚0
.5μmのクロム単体からなる表面層14がスパッタリ
ングによってコートされており下金型12についても母
材15の表面が平面であるという違いはあるものの同様
な中間層18が設けられている。
で曲率半径55mmの凸面を有する母材13上に膜厚0
.5μmのクロム単体からなる表面層14がスパッタリ
ングによってコートされており下金型12についても母
材15の表面が平面であるという違いはあるものの同様
な中間層18が設けられている。
【0018】
【第2実施例】第1実施例では表面層としてクロムの単
体を用いたが、実験によればクロムと特定の金属との合
金であっても同様の効果が得られることが判明した。
体を用いたが、実験によればクロムと特定の金属との合
金であっても同様の効果が得られることが判明した。
【0019】図1に示したものと同様の金型を用いて表
面層のみクロムに対して重量比で15%コバルトを含有
する合金を用いると、金型温度を670℃まで上げても
3000回程度までは金型の劣化なしに良好なレンズを
成形することができた。
面層のみクロムに対して重量比で15%コバルトを含有
する合金を用いると、金型温度を670℃まで上げても
3000回程度までは金型の劣化なしに良好なレンズを
成形することができた。
【0020】同様に同重量比のモリブデンとの合金やチ
タンとの合金あるいはコバルト、モリブデン、チタンを
それぞれ5%づつ含有する合金であっても良好な結果が
得られた。
タンとの合金あるいはコバルト、モリブデン、チタンを
それぞれ5%づつ含有する合金であっても良好な結果が
得られた。
【0021】さらに、これら3種の金属の含有量の合計
が0.5〜20%の範囲では金型の劣化の程度は低かっ
た。
が0.5〜20%の範囲では金型の劣化の程度は低かっ
た。
【0022】
【発明の効果】このように、表面層をクロム単体によっ
て形成された金型は、金型表面の劣化が起こりにくいた
め金型寿命が延び、熱伝導も常に一様であるために一定
形状の光学素子を得ることができる。
て形成された金型は、金型表面の劣化が起こりにくいた
め金型寿命が延び、熱伝導も常に一様であるために一定
形状の光学素子を得ることができる。
【0023】また、上に示したようなクロム合金を用い
れば表面硬度はクロム単体よりも高いのにかかわらず、
単体に近い耐久性が得られる。
れば表面硬度はクロム単体よりも高いのにかかわらず、
単体に近い耐久性が得られる。
【0024】さらに、金型交換の頻度が低くなるので交
換の手間もかからない。
換の手間もかからない。
【図1】 本発明実施例の金型を用いたプレス装置を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図2】 本発明の金型の構成を示す構成図である。
【図3】 金型の他の構成例を示す構成図である。
母材: 3、5、13、15
表面層: 4、6、14、16
Claims (5)
- 【請求項1】 クロム単体からなる表面層を母材上に
成形した金型を用い、不活性ガス雰囲気中で光学材料を
プレスすることによって光学素子を成形することを特徴
とする光学素子成形方法。 - 【請求項2】 不活性ガス中で光学材料をプレスする
ことによって光学素子を成形するための金型において、
金型を母材と、母材をおおうクロム単体からなる表面層
とで構成したことを特徴とする光学素子成形用金型。 - 【請求項3】 前記母材が超硬合金からなることを特
徴とする請求項2項記載の光学素子成形用金型。 - 【請求項4】 母材と表面層とからなる金型を用いて
光学材料をプレスする成形方法において、表面層をコバ
ルト、モリブデン、チタンのうち少なくとも1つの金属
とクロムとの合金で形成するとともに、不活性ガス雰囲
気中でプレスを行なうことを特徴とする光学素子成形方
法。 - 【請求項5】 クロムに対する上記3種の金属の含有
量合計が0.5〜20%であることを特徴とする請求項
4に記載の光学素子成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018962A JP2973533B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 光学素子成形方法および成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3018962A JP2973533B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 光学素子成形方法および成形用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260619A true JPH04260619A (ja) | 1992-09-16 |
| JP2973533B2 JP2973533B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=11986276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3018962A Expired - Fee Related JP2973533B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 光学素子成形方法および成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973533B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5702735A (en) * | 1994-06-10 | 1997-12-30 | Johnson & Johnson Vision Products, Inc. | Molding arrangement to achieve short mold cycle time |
| US8327663B2 (en) | 2004-12-21 | 2012-12-11 | Konica Minolta Opto, Inc. | Method of manufacturing an optical glass element |
| US8365554B2 (en) | 2009-01-20 | 2013-02-05 | Konica Minolta Opto, Inc. | Molding die, method for manufacturing the same and method for manufacturing glass gob and molded glass article |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP3018962A patent/JP2973533B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5702735A (en) * | 1994-06-10 | 1997-12-30 | Johnson & Johnson Vision Products, Inc. | Molding arrangement to achieve short mold cycle time |
| US8327663B2 (en) | 2004-12-21 | 2012-12-11 | Konica Minolta Opto, Inc. | Method of manufacturing an optical glass element |
| US8365554B2 (en) | 2009-01-20 | 2013-02-05 | Konica Minolta Opto, Inc. | Molding die, method for manufacturing the same and method for manufacturing glass gob and molded glass article |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2973533B2 (ja) | 1999-11-08 |
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