JP2002003225A - ガラスレンズ成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスレンズ成形体面に気泡などの発生がな
く、安定した形状及び面精度を有するガラスレンズを得
るためのガラスレンズ成形型を提供する。 【解決手段】 加熱軟化したガラスプリフォームを押圧
するガラスレンズ成形型において、ＪＩＳ Ｂ ０６０
１に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が３〜６μｍの成
形面を有するガラスレンズ成形型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラスレンズ成形
型に関し、特に良好な光学特性を有するガラスレンズを
得るために、成形歩留まりを向上させることが可能なガ
ラスレンズ成形型に関する。

【０００２】

【従来の技術】被成形ガラス素材であるガラスプリフォ
ームを、押圧成形してガラスレンズを製造するガラスレ
ンズ成形型にガラス状炭素が用いられていることは、特
開昭64-72929号公報、特公平2-16251号公報等に示され
るように従来から知られている。

【０００３】一般にガラスレンズ成形型は、成形面の表
面が鏡面仕上げになっており、上型及び下型とこれらを
ガイドする案内型とからなっており、上型と下型との間
にガラスプリフォームを挿入し、ガラスプリフォームが
充分軟化する温度まで加熱した後に、押圧成形する。

【０００４】予熱した鏡面仕上げのガラスレンズ成形型
で、加熱軟化したガラスプリフォームを押圧成形する方
法は、レンズ成形面が仕上げ面に近い形状で押圧するこ
とができる利点がある。詳しくは、ガラスレンズ成形型
内に挿入されたガラスプリフォームは、ガラスレンズ成
形型と共に加熱、成形、冷却される。

【０００５】ところが、ガラスプリフォームに気体が混
入していると、完全に除去されずガラスレンズ成形型面
とガラスプリフォームとの間に残る場合がある。特に、
ガラスレンズ成形型面が鏡面仕上げになっていると、ガ
ラスプリフォームとの密着性が増し、気体が抜け難い。
気体が完全に除去できないと、ガラスレンズ成形体面に
気体が溜まったまま押圧成形されるためガラスレンズ成
形体面に気泡が発生し、安定した形状及び面精度が得ら
れないという問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】請求項１及び２記載の
発明は、ガラスレンズ成形体面に気泡などの発生がな
く、安定した形状及び面精度を有するガラスレンズを得
るためのガラスレンズ成形型を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、加熱軟化した
ガラスプリフォームを押圧するガラスレンズ成形型にお
いて、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平均粗さ
（Ｒａ）が３〜６μｍの成形面を有するガラスレンズ成
形型に関する。また、本発明は、成形面の部分が、ガラ
ス状炭素又はグラファイトである前記のガラスレンズ成
形型に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明になるガラスレンズ成形型
の成形面は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平
均粗さ（Ｒａ）が３〜６μｍ、好ましくは３．５〜５．
５μｍ、さらに好ましくは４〜５μｍの範囲とされ、３
μｍ未満であるとガラスレンズ成形体面に気泡が発生
し、安定した形状及び面精度が得られないという問題点
が生じる。一方、６μｍを超えると、ガラスレンズ成形
体の面粗さが大きくなりすぎて研磨加工を行っても平滑
にならないという問題点が生じる。

【０００９】なお、前記の（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ ０
６０１に規定される方法で求められ、また（Ｒａ）の範
囲に対応するカットオフ値及び評価長さの標準値につい
ては、ＪＩＳ Ｂ ０６０１の表１に示されるように、
（Ｒａ）が２μｍを超え１０μｍ以下の場合は、カット
オフ値２．５mm及び評価長さ１２．５mmの標準値を用い
て測定される。

【００１０】本発明における（Ｒａ）の測定は、(株)東
京精密製の表面粗さ形状測定機、サーフコム５００Ｂを
用い、また先端がＲ５μｍの触針を用い、速度０．３mm
／秒で行った。

【００１１】また、本発明になるガラスレンズ成形型の
材質は、耐熱性、耐食性、耐酸化性、耐摩耗性等に問題
がなければ特に制限はないが、例えばガラス状炭素又は
グラファイトを用いることが好ましく、その中でもガラ
ス状炭素を用いることがより好ましい。

【００１２】上記に示すもののうちガラス状炭素は、熱
硬化性樹脂硬化物を、炭化、焼成し、その後高温処理し
て得られる炭素材料である。ガラス状炭素を得るための
熱硬化性樹脂としては特に制限はないが、フラン樹脂、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレン樹脂等を
挙げることができる。また、上記の樹脂の混合物を用い
てもよい。特に、フラン樹脂及び／又はフェノール樹脂
を用いることが好ましい。

【００１３】本発明においては、上記の熱硬化性樹脂の
他に必要に応じて、酸又はアルカリの硬化剤が用いられ
る。酸としては、硫酸、塩酸、リン酸等の無機酸、パラ
トルエンスルホン酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフロ
ロ酢酸等のカルボン酸等が挙げられる。アルカリとして
は、アンモニア、アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、水酸化リチウム等が挙げられる。硬化剤は熱硬
化性樹脂に対して０．００１〜２０重量％使用すること
が好ましい。また硬化剤は、エチレングリコールなどの
適当な溶剤に溶解してから熱硬化性樹脂に添加すること
ができる。

【００１４】前記熱硬化性樹脂は、必要に応じて前記硬
化剤を添加した後、目的とする形状に応じて各種成形方
法で成形されるが、その成形方法については特に制限は
ない。所定の形状に成形し、樹脂の成形硬化は縮合水な
どが外部に抜け易い加熱条件及び処理温度で行うか又は
硬化のための触媒量を適正な量に設定して安定した樹脂
板を得る。さらに６０〜２００℃好ましくは、１３０〜
２００℃の温度で硬化処理する。

【００１５】次いで、高度に純化された治具及び炉を用
い不活性雰囲気中（通常、ヘリウム、アルゴン等の不活
性ガスや窒素、水素、ハロゲンガス等の非酸化性ガスの
少なくとも一種の気体からなる酸素を含まない雰囲気又
は真空下）において、約１０００℃の温度で炭化、焼成
する。その後、１３００℃以上、好ましくは１３００〜
３５００℃の温度で高温処理し、ガラス状炭素を得るこ
とができる。

【００１６】上記の方法で得たガラス状炭素を、所定の
形状に研削加工し、次いでガラスレンズ成形体を押圧成
形する成形面（球面部分）を、ダイヤモンド電着砥石な
どを用いて研磨加工して成形面（球面部分）の面粗さを
ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が３〜６μｍのガラスレンズ成形型を得ることがで
きる。

【００１７】以下、本発明の実施例の形態を図面により
詳述する。図１は、本発明の実施例になるガラスレンズ
成形型を備えた押圧成形型を示す概略断面図及び図２
は、本発明の実施例になるガラスレンズ成形型（下型）
の断面拡大図であり、１はガラスプリフォーム、２はガ
ラスプリフォーム１を押圧成形する成形面となる球面
部、３ガラスレンズ成形型及び４はガラスレンズ成形体
である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００１９】実施例１ フラン樹脂初期縮合物（日立化成工業(株)製、商品名Ｖ
Ｆ−３０２）１００重量部に、パラトルエンスルホン酸
０．３重量部及びエチレングリコール（和光純薬工業
(株)製）０．３重量部を添加し、充分混合した後、該樹
脂混合物を型に注入し５０℃で３日、７０℃で３日、９
０℃で３日間乾燥硬化し、樹脂硬化体を得た。このとき
の樹脂硬化体の密度は１２００Kg/m³及びショア硬度は
９０であった。

【００２０】この後、前記で得た樹脂硬化体を５℃／時
間の昇温速度で１６０℃まで昇温し、１６０℃で３日間
保持して硬化処理を行い、厚さが６mm、幅が８５０mm及
び長さが１０５０mmの板状樹脂成形体を得た。該板状樹
脂成形体を電気炉に入れ窒素気流中で１０００℃の温度
で炭化、焼成した後、高純度に処理した治具及び雰囲気
炉を用い不活性雰囲気下で２０００℃の温度で高温処理
を行い板状のガラス状炭素を得た。次いで板状のガラス
状炭素を所定の直径の円板が１枚採取可能な大きさにダ
イヤモンドカッターで切断し、さらに外形を研磨機で研
磨加工して外形が４０mm及び厚さが４mmの円柱状のガラ
ス状炭素とした。

【００２１】次に、図１及び図２に示すガラスプリフォ
ーム１を押圧成形する球面部２の部分について、ダイヤ
モンド電着砥石（砥粒＃１５０）を用い、揺動運動させ
ながら１回の研磨量が０．２５±０．０５mmの割合で所
定の厚さになるまで研磨した。その後、仕上げとして１
回の研磨量が０．０４±０．０１mmの割合で研磨し面粗
さ、所謂ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平均粗
さ（Ｒａ）が６．０μｍの成形面（球面部２）を有する
ガラスレンズ成形型３を得た。

【００２２】上記で得たガラスレンズ成形型を用いて公
知の方法でガラスレンズを３０個成形し、次いで得られ
たガラスレンズを切断して顕微鏡で表面を観察した。そ
の結果、３０個とも気泡の発生はなく良好であった。

【００２３】実施例２ ガラスプリフォームを押圧成形する球面部の部分を研磨
するのに砥粒＃２００のダイヤモンド電着砥石を用いた
以外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同
様の工程を経て、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算
術平均粗さ（Ｒａ）が３．０μｍの成形面（球面部）を
有するガラスレンズ成形型を得た。次に、上記で得たガ
ラスレンズ成形型を用いて公知の方法でガラスレンズを
３０個成形し、実施例１と同様の方法で表面を観察した
結果、３０個とも気泡の発生はなく良好であった。

【００２４】比較例１ 実施例１と同様のダイヤモンド電着砥石を用いて球面部
の部分を研磨した後、粒径が３０±１０μｍのダイヤパ
ウダーで成形面を磨き鏡面仕上げを行った以外は、実施
例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経
て、ＪＩＳ Ｂ０６０１に規定される算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が１．０μｍの成形面（球面部）を有するガラスレ
ンズ成形型を得た。次に、上記で得られたガラスレンズ
成形型を用いて公知の方法でガラスレンズを３０個成形
し、実施例１と同様の方法で表面を観察した結果、３０
個中９個に気泡が発生していた。

【００２５】比較例２ ガラスプリフォームを押圧成形する球面部の部分を研磨
するのに砥粒＃４００のダイヤモンド電着砥石を用いて
研磨した後、粒径が２．５±２．５μｍのダイヤパウダ
ーで成形面を磨き鏡面仕上げを行った以外は、実施例１
と同様の材料を使用し、実施例１と同様の工程を経て、
ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．３μｍの成形面（球面部）を有するガラスレ
ンズ成形型を得た。次に、上記で得られたガラスレンズ
成形型を用いて公知の方法でガラスレンズを３０個成形
し、実施例１と同様の方法で表面を観察した結果、３０
個中２７個に気泡が発生していた。

【００２６】比較例３ ガラスプリフォームを押圧成形する球面部の部分を研磨
するのに砥粒＃５０のダイヤモンド電着砥石を用いた以
外は、実施例１と同様の材料を使用し、実施例１と同様
の工程を経て、ＪＩＳ Ｂ ０６０１に規定される算術
平均粗さ（Ｒａ）が８．０μｍの成形面（球面部）を有
するガラスレンズ成形型を得た。次に、上記で得たガラ
スレンズ成形型を用いて公知の方法でガラスレンズを３
０個成形し、実施例１と同様の方法で表面を観察した結
果、３０個中９個が面粗さが大きくなりすぎて研磨加工
を行っても平滑にならなかった。

【００２７】

【発明の効果】請求項１及び２におけるガラスレンズ成
形型は、ガラスレンズ成形体面に気泡などの発生がな
く、安定した形状及び面精度を有するガラスレンズを得
ることが可能で、工業的に極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例になるガラスレンズ成形型を備
えた押圧成形型を示す概略断面図である。

【図２】本発明の実施例になるガラスレンズ成形型（下
型）の断面拡大図である。

【符号の説明】

１ ガラスプリフォーム ２ 球面部 ３ ガラスレンズ成形型 ４ ガラスレンズ成形体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱軟化したガラスプリフォームを押圧
   するガラスレンズ成形型において、ＪＩＳ Ｂ ０６０
   １に規定される算術平均粗さ（Ｒａ）が３〜６μｍの成
   形面を有するガラスレンズ成形型。
2. 【請求項２】 成形面の部分が、ガラス状炭素又はグラ
   ファイトである請求項１記載のガラスレンズ成形型。