JPS59123631A - 光学素子成形用型の作成方法 - Google Patents
光学素子成形用型の作成方法Info
- Publication number
- JPS59123631A JPS59123631A JP23116382A JP23116382A JPS59123631A JP S59123631 A JPS59123631 A JP S59123631A JP 23116382 A JP23116382 A JP 23116382A JP 23116382 A JP23116382 A JP 23116382A JP S59123631 A JPS59123631 A JP S59123631A
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- JP
- Japan
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- mold
- tungsten carbide
- cobalt
- molding
- optical element
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2905/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as mould material
- B29K2905/08—Transition metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2909/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2803/00 - B29K2807/00, as mould material
- B29K2909/02—Ceramics
- B29K2909/04—Carbides; Nitrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (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
【発明の詳細な説明】
本発明は光学素子成形用型に関するものである。
レンズ、プリズム、フィルターなどの光学素子は従来、
多くはガラスの研摩処理によって製造されている。しか
し、研摩処理には和尚な時間と技能を要するものである
。また、非球面レンズを研摩処理で製造するには一層高
度の研摩技術が必要でまた処理時間も長くならざるを得
ないものである。
多くはガラスの研摩処理によって製造されている。しか
し、研摩処理には和尚な時間と技能を要するものである
。また、非球面レンズを研摩処理で製造するには一層高
度の研摩技術が必要でまた処理時間も長くならざるを得
ないものである。
このような研摩処理による光学素子の製造方法に対して
、加熱加圧による成形によって光学業子金製造する方法
がある。この成形方法によれば、短時間に光学素子を製
造することができ、また、非球面レンズも球面レンズと
同じように容易且つ短時間に製造することができるもの
であるが、加熱加圧による成形方法においてもなお改善
されるべき問題点がある。それは、光学素子として必要
な表面精度を有する光学素子を型で作るのは容易でなか
ったことである。即ち、従来、この型としてはグラファ
イトから形成されたものが多く使用されて米たが、グラ
ファイト製型を用いた場合には、良好な表面精度を有す
る光学ガラス素子を製造することができなかった。本発
明は、型材を選択することによって、良好な表面精度を
有する光学素子を製造できる型を提供することを主たる
目的とする。
、加熱加圧による成形によって光学業子金製造する方法
がある。この成形方法によれば、短時間に光学素子を製
造することができ、また、非球面レンズも球面レンズと
同じように容易且つ短時間に製造することができるもの
であるが、加熱加圧による成形方法においてもなお改善
されるべき問題点がある。それは、光学素子として必要
な表面精度を有する光学素子を型で作るのは容易でなか
ったことである。即ち、従来、この型としてはグラファ
イトから形成されたものが多く使用されて米たが、グラ
ファイト製型を用いた場合には、良好な表面精度を有す
る光学ガラス素子を製造することができなかった。本発
明は、型材を選択することによって、良好な表面精度を
有する光学素子を製造できる型を提供することを主たる
目的とする。
本発明による光学素子成形用型は、炭化タングステンお
よびコノ9ルトを主成分とする材料から形成されている
ことを特徴とするものである。即ち本発明は、炭化タン
グステンおよびコ・々ルトを主成分とする材料から形成
される型を使用することによって、加熱加圧によシ高い
表面精度を有する光学素子を製造することができる。前
述のように、光学素子をつくる型として、従来、グラフ
ァイトから形成されたものが多く使用されているが、グ
ラファイトは多孔性であるために、いかに研摩しても、
光学素子として充分な表面精度をもつ素子をつくるに光
分な表面粗さの内壁表面をもつ型を得ることができなか
ったが、本発明においては型として炭化タングステンお
よびコバルトを主成分とするものを使用することによっ
て、表面粗さ5/100μ以下の内壁表面をもつ型を得
ることができ、且つこのような表面粗さに正確に対応す
る表面精度をもつ光学素子をつくることができる。従っ
て、本発明による型の内壁の表面粗さは、通常、5/1
00μ以下、特には3/100μ以下に設定されるもの
が好適である。このような高い表面精度を有する型とし
て、炭化タングステンとコバルトの焼結体の表面に高い
圧力金かけて表面に表面精度に支障となるようなボア(
巣)がない状態にし、さらに研摩して製造したものが好
適である。型を形成する炭化タングステンとコバルトの
組成比は適宜設定されるが、一般に、炭化タングステン
100(重量)部に対して、コバルトは1〜25部、特
には3〜10部の範囲が好適である。また必要に応じて
ニッケルなどの他の成分を適宜加えてもよい。
よびコノ9ルトを主成分とする材料から形成されている
ことを特徴とするものである。即ち本発明は、炭化タン
グステンおよびコ・々ルトを主成分とする材料から形成
される型を使用することによって、加熱加圧によシ高い
表面精度を有する光学素子を製造することができる。前
述のように、光学素子をつくる型として、従来、グラフ
ァイトから形成されたものが多く使用されているが、グ
ラファイトは多孔性であるために、いかに研摩しても、
光学素子として充分な表面精度をもつ素子をつくるに光
分な表面粗さの内壁表面をもつ型を得ることができなか
ったが、本発明においては型として炭化タングステンお
よびコバルトを主成分とするものを使用することによっ
て、表面粗さ5/100μ以下の内壁表面をもつ型を得
ることができ、且つこのような表面粗さに正確に対応す
る表面精度をもつ光学素子をつくることができる。従っ
て、本発明による型の内壁の表面粗さは、通常、5/1
00μ以下、特には3/100μ以下に設定されるもの
が好適である。このような高い表面精度を有する型とし
て、炭化タングステンとコバルトの焼結体の表面に高い
圧力金かけて表面に表面精度に支障となるようなボア(
巣)がない状態にし、さらに研摩して製造したものが好
適である。型を形成する炭化タングステンとコバルトの
組成比は適宜設定されるが、一般に、炭化タングステン
100(重量)部に対して、コバルトは1〜25部、特
には3〜10部の範囲が好適である。また必要に応じて
ニッケルなどの他の成分を適宜加えてもよい。
このように、炭化タングステンにコバルトを加えること
によって、よシ緻密で且つ高温において形状変化を生じ
ない型を得ることができる・然して、炭化タングステン
訃よびコバルトヲ主成分とする材料は、線膨張係数が5
×10 でフリント系光学ガラス(SrI2)の8.2
X10 よシ小さくいわゆる焼きじめが起らないこと
、ガラスが型にくっつかないこと(離型住良)、熱伝導
度がセラミックスに比べ高いこと(0,91m/−んり
硬度が高く(Hv1500)耐久性が優れていること、
及び前述した高い鏡面性が得られること、という利点を
有している。
によって、よシ緻密で且つ高温において形状変化を生じ
ない型を得ることができる・然して、炭化タングステン
訃よびコバルトヲ主成分とする材料は、線膨張係数が5
×10 でフリント系光学ガラス(SrI2)の8.2
X10 よシ小さくいわゆる焼きじめが起らないこと
、ガラスが型にくっつかないこと(離型住良)、熱伝導
度がセラミックスに比べ高いこと(0,91m/−んり
硬度が高く(Hv1500)耐久性が優れていること、
及び前述した高い鏡面性が得られること、という利点を
有している。
本発明による型によって加熱加圧により成型された光学
素子は後研摩が不要で、そのまま光学素子として用いる
ことができるものである。また成形工程である、加熱加
圧条件は使用する各種ガラスやMgF2. CaF2P
Tie□p ZnSなどの結晶材料の種類によって適
宜設定されるが、ガラスの場合には加圧の際のガラスの
温度は、ガラス転移点以上である。型に収容する前に予
め加熱しておいてもよいし、型に収容後に型と共に加熱
してもよい。
素子は後研摩が不要で、そのまま光学素子として用いる
ことができるものである。また成形工程である、加熱加
圧条件は使用する各種ガラスやMgF2. CaF2P
Tie□p ZnSなどの結晶材料の種類によって適
宜設定されるが、ガラスの場合には加圧の際のガラスの
温度は、ガラス転移点以上である。型に収容する前に予
め加熱しておいてもよいし、型に収容後に型と共に加熱
してもよい。
然して、加熱によって酸化を生ずるのを防止するために
Aこの成形工程は、真空中または窒素ガス、ヘリウム等
の不活性雰囲気中にて行なうのがよい。
Aこの成形工程は、真空中または窒素ガス、ヘリウム等
の不活性雰囲気中にて行なうのがよい。
以下、本発明による型を使用する光学素子の製造の実施
例、および従来のグラファイト製の型を使用する光学素
子の製造に関する比較例について説明する。
例、および従来のグラファイト製の型を使用する光学素
子の製造に関する比較例について説明する。
実施例1
1〜2μの粒径に粉砕した炭化タングステン(wc)i
oo重量部にコバルト(co)s重量部を混合し外径1
7 mm厚さ15簡にプレス後、焼結した素材を、熱間
静圧プレス法(HIP)によシス体(アルゴン)を圧力
媒体として5000 kp/−の面圧をかけて緻密化し
た。
oo重量部にコバルト(co)s重量部を混合し外径1
7 mm厚さ15簡にプレス後、焼結した素材を、熱間
静圧プレス法(HIP)によシス体(アルゴン)を圧力
媒体として5000 kp/−の面圧をかけて緻密化し
た。
次にカーブゼネレータ(球面創成機)を使用しレンズの
球面を創成するのと同じ敬領で研削し表面粗さを10μ
程度にした。さらに粒径10μのアルミナ砥粒を使って
ラッピングして1μ程度の表面粗さにしこれを粒径0.
5μのダイヤによって暦き上げて第1図(イ)に示す様
にRmaxを0.03μ以下とした。
球面を創成するのと同じ敬領で研削し表面粗さを10μ
程度にした。さらに粒径10μのアルミナ砥粒を使って
ラッピングして1μ程度の表面粗さにしこれを粒径0.
5μのダイヤによって暦き上げて第1図(イ)に示す様
にRmaxを0.03μ以下とした。
レンズの成形装置と加工手順を第2図によって説明する
。
。
第2図中、1は真空槽(ペルツヤ−)本体、2はその蓋
、3は光学素子を成形するための上型、4はその下型、
5は上型をおさえるための上型おさえ、6は用型、7は
型ホルダ−,8はヒータ、9は下型をつき上げるつき上
げ棒、10は該つき上げ棒を作動するエアシリンダ、1
1は油廻転ポンプ、12,13.14はバルブ、15は
窒素ガス導入パイプ、16はバルブ、17は排出ノンイ
ブ、18はバルブ、19は温度センサ、20は水冷パイ
プ、21は真空槽(ペルジャー)を載せる台を示す◎ 光学素子を製造するにあたって、前準備としてフリント
系光学ガラス(SF14)を外径15.8■厚さ2mm
の円板状にしたものを両面若いておく(これをブランク
と呼ぶ)。真空槽1の蓋2をあけ、ブランク22を下型
4の土にのせて型3をセ、トシてから真空槽の蓋2を閉
じ水冷パイプ20に水を流してヒータ8をONにする。
、3は光学素子を成形するための上型、4はその下型、
5は上型をおさえるための上型おさえ、6は用型、7は
型ホルダ−,8はヒータ、9は下型をつき上げるつき上
げ棒、10は該つき上げ棒を作動するエアシリンダ、1
1は油廻転ポンプ、12,13.14はバルブ、15は
窒素ガス導入パイプ、16はバルブ、17は排出ノンイ
ブ、18はバルブ、19は温度センサ、20は水冷パイ
プ、21は真空槽(ペルジャー)を載せる台を示す◎ 光学素子を製造するにあたって、前準備としてフリント
系光学ガラス(SF14)を外径15.8■厚さ2mm
の円板状にしたものを両面若いておく(これをブランク
と呼ぶ)。真空槽1の蓋2をあけ、ブランク22を下型
4の土にのせて型3をセ、トシてから真空槽の蓋2を閉
じ水冷パイプ20に水を流してヒータ8をONにする。
このとき窒素ガス用バルブ16および18は閉じ排気系
バルブ12 、13 。
バルブ12 、13 。
14も閉じている。尚油廻転ポンプ11は常に廻転して
いる。
いる。
バルブ12を開は排気をはじめ10 Torr以下に
なったらバルブ12を閉じバルブ16.18を開いて蟹
素ガスをボンベより真空槽内に導入する。
なったらバルブ12を閉じバルブ16.18を開いて蟹
素ガスをボンベより真空槽内に導入する。
温度が650℃になったらエアシリンダ10を作動させ
てl Q kl/am2の圧力で成形する。転移点以下
になるまで加圧をつソけこの間は冷却速度を10℃論n
位に制御する。その後は20℃/min以上の速度で冷
却を行い200℃以下に下がったらバルブ16゜18を
閉じリークバルブ13を開いて真空槽1内に空気を導入
する。それから蓋2を開は上型おさえ5をはずして成形
物を取り出す。
てl Q kl/am2の圧力で成形する。転移点以下
になるまで加圧をつソけこの間は冷却速度を10℃論n
位に制御する。その後は20℃/min以上の速度で冷
却を行い200℃以下に下がったらバルブ16゜18を
閉じリークバルブ13を開いて真空槽1内に空気を導入
する。それから蓋2を開は上型おさえ5をはずして成形
物を取り出す。
上記のようにして、フリント系光学ガラス(SF14)
(軟化点S P=586℃、転移点Tg=485℃)を
使用して、第3図に示す形状および寸法のレンズを成形
した結果、第1図(イ)に示す表面粗さの型とほぼ同じ
表面粗さのレンズを得ることができた。
(軟化点S P=586℃、転移点Tg=485℃)を
使用して、第3図に示す形状および寸法のレンズを成形
した結果、第1図(イ)に示す表面粗さの型とほぼ同じ
表面粗さのレンズを得ることができた。
この時の成形条件すなわち時間一温度関係図を第4図に
示す。
示す。
実施例2
実施例1と同様に1〜2μの粒径に粉砕した炭化タング
ステン100重量部に、コバルト5重量部およびニッケ
ル5重量部より成る材量f:使用して、実施例1と同様
にして表面粗さRmax O,03μ以下の型をつくっ
た。
ステン100重量部に、コバルト5重量部およびニッケ
ル5重量部より成る材量f:使用して、実施例1と同様
にして表面粗さRmax O,03μ以下の型をつくっ
た。
実施例1と全く同じレンズ成形装置および加工手順によ
ってレンズの成形をしたところ、実施例1と同様の結果
が得られた。
ってレンズの成形をしたところ、実施例1と同様の結果
が得られた。
比較例
従来のグラファイト製の型を磨いて、上記の実施例1と
同じレンズを同じ装置によって成形した。
同じレンズを同じ装置によって成形した。
この場合には型の表面粗さは第1図(ロ)に示す如く、
Rmax O,3μで、成形されたレンズは第1図(ハ
)に示すようにRmax O,2の表面粗さのものしか
得られなかった0
Rmax O,3μで、成形されたレンズは第1図(ハ
)に示すようにRmax O,2の表面粗さのものしか
得られなかった0
第1 M 、本発明による型の表面粗さの例を示す図、
第1図(ロ)(ハ)は従来のグラファイトの型の表面粗
さおよび成形されたレンズの表面粗さを示す図、第2図
はレンズの成形装置を示す断面図、第3図は成形される
レンズの一例の形状および寸法を示す図、第4図は成形
の際における時間一温度関係図である。 ■・・・真空槽本俸 2・・・蓋 :3・・上型 4・・下型 り・・上型おさえ 6・・・胴室 7 ・型小ルター 8・・・ヒータ9・・・つき上
げ棒 10・・・エアシリシタ11・・・油廻転ノ
1〈、、ラ 12.13.14・・・パルづ15・・・
窒素ガス導入パイプ 16・・・パルづ17・排出パイ
づ 18・・・パルづ15)・・温Iftシサ 2
0・・・水冷バイや21・・・台 l 第1 図(イ) 第1図(ロ) 第1 図(ハ) 第2図 手続補正書 1.事イノ1の表示 昭和へ7年特 許願第Z311乙3号 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住 所(居所)東京都大Il1区下九子3丁[130i
f2号氏名(名称) (1,00)キャノン株式会社4
代j11人 住 所 東京都千代田区丸の内2丁目6番2に3丸の
内へ重d11ビル330−1計1 ′−二一 ’ft*r+ラデ子シサ拌り婆(−一
7 補正の月象 補 正 書 本願明細書中下記事項を補正いたします。 記 1、第6頁9行目に 「1は真空槽(ペルジャー)本体、」とあるを「1は密
閉容器、」と訂正する。 2、第61下から3行目に 「21は真空槽(ペルジャ−)を」とあるをF21は密
閉容器を」と4J正する。 3、第7頁3行目、5行目、122行目び188行目 「真空槽」とあるをそれぞれ 「密閉容器」と訂正する。 4、第7頁6行目に 「ヒータ8をONにする。」とあるを [し−夕8に通電する。」と訂正する。 5第7頁11行目及び17〜18行目に「パルづ16,
18を」とあるをそれぞれ「バルブ16を」と訂正する
。 6、第7員18行目に 「リークパルプ13」とあるを 「ノリしづ13」と訂正する。 7、第9頁12行目に [1・・・真空槽本体」とおるを 「1・・・密閉容器」と訂正する。
第1図(ロ)(ハ)は従来のグラファイトの型の表面粗
さおよび成形されたレンズの表面粗さを示す図、第2図
はレンズの成形装置を示す断面図、第3図は成形される
レンズの一例の形状および寸法を示す図、第4図は成形
の際における時間一温度関係図である。 ■・・・真空槽本俸 2・・・蓋 :3・・上型 4・・下型 り・・上型おさえ 6・・・胴室 7 ・型小ルター 8・・・ヒータ9・・・つき上
げ棒 10・・・エアシリシタ11・・・油廻転ノ
1〈、、ラ 12.13.14・・・パルづ15・・・
窒素ガス導入パイプ 16・・・パルづ17・排出パイ
づ 18・・・パルづ15)・・温Iftシサ 2
0・・・水冷バイや21・・・台 l 第1 図(イ) 第1図(ロ) 第1 図(ハ) 第2図 手続補正書 1.事イノ1の表示 昭和へ7年特 許願第Z311乙3号 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住 所(居所)東京都大Il1区下九子3丁[130i
f2号氏名(名称) (1,00)キャノン株式会社4
代j11人 住 所 東京都千代田区丸の内2丁目6番2に3丸の
内へ重d11ビル330−1計1 ′−二一 ’ft*r+ラデ子シサ拌り婆(−一
7 補正の月象 補 正 書 本願明細書中下記事項を補正いたします。 記 1、第6頁9行目に 「1は真空槽(ペルジャー)本体、」とあるを「1は密
閉容器、」と訂正する。 2、第61下から3行目に 「21は真空槽(ペルジャ−)を」とあるをF21は密
閉容器を」と4J正する。 3、第7頁3行目、5行目、122行目び188行目 「真空槽」とあるをそれぞれ 「密閉容器」と訂正する。 4、第7頁6行目に 「ヒータ8をONにする。」とあるを [し−夕8に通電する。」と訂正する。 5第7頁11行目及び17〜18行目に「パルづ16,
18を」とあるをそれぞれ「バルブ16を」と訂正する
。 6、第7員18行目に 「リークパルプ13」とあるを 「ノリしづ13」と訂正する。 7、第9頁12行目に [1・・・真空槽本体」とおるを 「1・・・密閉容器」と訂正する。
Claims (1)
- 炭化タングステンおよびコバルトを主成分とする材料か
ら形成されていることを特徴とする光学素子成形用型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23116382A JPS59123631A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光学素子成形用型の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23116382A JPS59123631A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光学素子成形用型の作成方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20539490A Division JPH03228835A (ja) | 1990-08-02 | 1990-08-02 | 光学素子の成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59123631A true JPS59123631A (ja) | 1984-07-17 |
| JPS6251211B2 JPS6251211B2 (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=16919290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23116382A Granted JPS59123631A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | 光学素子成形用型の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59123631A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6037287A (en) * | 1997-11-26 | 2000-03-14 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Laser clad pot roll sleeves and bushings for galvanizing baths |
| NL1032865C2 (nl) * | 2006-10-03 | 2008-04-04 | Czl Tilburg B V | Spuitgietmatrijs met slijtvaste laag. |
| CN104030548A (zh) * | 2014-07-03 | 2014-09-10 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 玻璃模造用碳化硅陶瓷模仁及其制备方法 |
Citations (5)
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| JPS4429050Y1 (ja) * | 1967-10-18 | 1969-12-02 | ||
| US4026692A (en) * | 1975-12-15 | 1977-05-31 | Corning Glass Works | Press molding optical articles from acid hydrated glasses |
| JPS52144016A (en) * | 1976-05-25 | 1977-12-01 | Corning Glass Works | Optical hydrated glass |
| JPS53109516A (en) * | 1977-03-04 | 1978-09-25 | Nippon Electric Glass Co | Plunger for molding panel glass of picture tube |
| JPS5756339A (en) * | 1980-09-18 | 1982-04-03 | Yamamura Glass Kk | Metallic mold for molding glass |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP23116382A patent/JPS59123631A/ja active Granted
Patent Citations (5)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251211B2 (ja) | 1987-10-29 |
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