JP2898142B2 - 成形用型の再生方法 - Google Patents
成形用型の再生方法Info
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- molding surface
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
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- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
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- Organic Chemistry (AREA)
- Cleaning In General (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスレンズなどの光
学素子をプレス成形するために用いられる成形用型部材
の成形面を再生する方法に関する。
学素子をプレス成形するために用いられる成形用型部材
の成形面を再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、所定の面精度に加工された成形面
を夫々有する上下一対の型部材を、その成形面同士が互
いに対向する様に配置し、夫々の成形面の間にガラス素
材を挟んでプレスすることにより、夫々の成形面の形状
が表面に転写された光学素子を成形する方法が開発され
ている。このようにして成形された光学素子は、成形面
の面精度が高精度に仕上げられていれば、その表面状態
が光学素子の表面に転写されるので、研削、研磨などの
後加工が不要であり、加工能率を飛躍的に向上させるこ
とができる。
を夫々有する上下一対の型部材を、その成形面同士が互
いに対向する様に配置し、夫々の成形面の間にガラス素
材を挟んでプレスすることにより、夫々の成形面の形状
が表面に転写された光学素子を成形する方法が開発され
ている。このようにして成形された光学素子は、成形面
の面精度が高精度に仕上げられていれば、その表面状態
が光学素子の表面に転写されるので、研削、研磨などの
後加工が不要であり、加工能率を飛躍的に向上させるこ
とができる。
【０００３】図７は、従来から使用されている一対の成
形用型部材の間に加熱軟化したガラス素材を挟み、プレ
ス成形した状態を示す側断面図である。図７において、
成形用型５０は、上型部材５２と、下型部材５４と、胴
型５６とから構成されており、上型部材５２と下型部材
５４の各成形面５２ａ，５４ａは夫々高精度に鏡面仕上
げされている。この成形用型５０により光学素子を成形
加工する場合には、まず、下型部材５４の成形面５４ａ
上に加熱軟化されたガラス素材４０を載置し、その後上
型部材５２を加圧棒５８により加圧する。この加圧状態
を成形面５２ａ，５４ａの面形状がガラス素材４０に転
写されるのに十分な時間保持して成形用型５０全体を冷
却し、然る後、成形用型５０から成形が完了した光学素
子を取り出す。
形用型部材の間に加熱軟化したガラス素材を挟み、プレ
ス成形した状態を示す側断面図である。図７において、
成形用型５０は、上型部材５２と、下型部材５４と、胴
型５６とから構成されており、上型部材５２と下型部材
５４の各成形面５２ａ，５４ａは夫々高精度に鏡面仕上
げされている。この成形用型５０により光学素子を成形
加工する場合には、まず、下型部材５４の成形面５４ａ
上に加熱軟化されたガラス素材４０を載置し、その後上
型部材５２を加圧棒５８により加圧する。この加圧状態
を成形面５２ａ，５４ａの面形状がガラス素材４０に転
写されるのに十分な時間保持して成形用型５０全体を冷
却し、然る後、成形用型５０から成形が完了した光学素
子を取り出す。
【０００４】このように光学素子をプレス成形法により
加工する場合には、成形される光学素子の表面性状は、
言うまでもなく、この表面を成形するための成形面の面
精度に左右されるものである。
加工する場合には、成形される光学素子の表面性状は、
言うまでもなく、この表面を成形するための成形面の面
精度に左右されるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の様な
プレス成形においては、型部材５２，５４の成形面５２
ａ，５４ａの面精度は、初めは良好であっても、成形回
数を重ねるにつれて異物が堆積して低下し、結果とし
て、成形品の表面精度が低下するということが起こる。
このような型表面に堆積する異物としては、ガラスブラ
ンク表面に設けられた離型層が型表面に転写して堆積し
たもの、あるいはガラスの成分が高温下で表面に析出し
て型表面に転写して堆積したもの、あるいはそれらと型
との反応物等が挙げられる。また、この他には、上型を
上昇させる際にその摺動部分から生じる微小な材料の破
片が成形の際に巻き込まれてガラスと共に型表面に強固
に付着したもの、成形時に発生する微小なガラスの融着
等がある。
プレス成形においては、型部材５２，５４の成形面５２
ａ，５４ａの面精度は、初めは良好であっても、成形回
数を重ねるにつれて異物が堆積して低下し、結果とし
て、成形品の表面精度が低下するということが起こる。
このような型表面に堆積する異物としては、ガラスブラ
ンク表面に設けられた離型層が型表面に転写して堆積し
たもの、あるいはガラスの成分が高温下で表面に析出し
て型表面に転写して堆積したもの、あるいはそれらと型
との反応物等が挙げられる。また、この他には、上型を
上昇させる際にその摺動部分から生じる微小な材料の破
片が成形の際に巻き込まれてガラスと共に型表面に強固
に付着したもの、成形時に発生する微小なガラスの融着
等がある。
【０００６】また、上記の異物の堆積の問題の他に、成
形面の表面が次第に酸化して成形品が融着する様になる
などの問題も発生する。このような問題を解決する一つ
の手段としては、特開昭６１−７２６３３号公報に開示
されている様に、型部材の近傍に非酸化性ガスを吐出す
るノズルを配設しておき、このノズルから非酸化性ガス
を噴射して、型部材の異物を除去する方法が知られてい
る。しかしながら、このようなガスの噴射程度では、上
記の反応物や、強固な付着物、融着ガラスなどは、とう
てい成形面から除去できず、ましてや、成形面の酸化層
の除去は不可能である。
形面の表面が次第に酸化して成形品が融着する様になる
などの問題も発生する。このような問題を解決する一つ
の手段としては、特開昭６１−７２６３３号公報に開示
されている様に、型部材の近傍に非酸化性ガスを吐出す
るノズルを配設しておき、このノズルから非酸化性ガス
を噴射して、型部材の異物を除去する方法が知られてい
る。しかしながら、このようなガスの噴射程度では、上
記の反応物や、強固な付着物、融着ガラスなどは、とう
てい成形面から除去できず、ましてや、成形面の酸化層
の除去は不可能である。
【０００７】そのため、従来では、成形面が劣化した型
を再生するには、型表面を再度研削研磨して新しい表面
を所望の形状に加工する必要があった。また、成形面に
コーティングが施されている様な場合には、新規にコー
ティングをし直すことも必要であった。このように、従
来では、成形用型の再生には多くの労力と時間がかか
り、成形品のコストアップを招いていた。
を再生するには、型表面を再度研削研磨して新しい表面
を所望の形状に加工する必要があった。また、成形面に
コーティングが施されている様な場合には、新規にコー
ティングをし直すことも必要であった。このように、従
来では、成形用型の再生には多くの労力と時間がかか
り、成形品のコストアップを招いていた。
【０００８】したがって、本発明は上述した課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、コー
ティングの剥れや傷などの欠陥を発生させることなく、
成形面の形状精度を維持したままの状態で、劣化した型
部材の成形面を容易に再生することができる様な成形用
型の再生方法を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、コー
ティングの剥れや傷などの欠陥を発生させることなく、
成形面の形状精度を維持したままの状態で、劣化した型
部材の成形面を容易に再生することができる様な成形用
型の再生方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明に係わる成形用型の再生方
法は、加熱されることにより軟化状態となっているガラ
ス素材をプレスし、その表面に所定の形状を転写するた
めの成形面を有し、該成形面に窒化チタン（ＴｉＮ）か
ら成るコーティングが施されている成形用型の再生方法
であって、前記成形面に付着した付着物及び／又は酸化
層を、粒径が０．００６μｍ以上３μｍ以下の、ダイヤ
モンドを主成分とする粒子からなる砥粒を含有する柔軟
な材料からなる研磨部材を用いて前記成形面から除去す
ることを特徴としている。
的を達成するために、本発明に係わる成形用型の再生方
法は、加熱されることにより軟化状態となっているガラ
ス素材をプレスし、その表面に所定の形状を転写するた
めの成形面を有し、該成形面に窒化チタン（ＴｉＮ）か
ら成るコーティングが施されている成形用型の再生方法
であって、前記成形面に付着した付着物及び／又は酸化
層を、粒径が０．００６μｍ以上３μｍ以下の、ダイヤ
モンドを主成分とする粒子からなる砥粒を含有する柔軟
な材料からなる研磨部材を用いて前記成形面から除去す
ることを特徴としている。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【作用】以上の様に、この発明に係わる成形用型の再生
方法は構成されているので、砥粒を含有する研磨部材に
よって成形面を研磨することにより、成形面に付着した
異物や、酸化層を容易に除去することができる。
方法は構成されているので、砥粒を含有する研磨部材に
よって成形面を研磨することにより、成形面に付着した
異物や、酸化層を容易に除去することができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、一実施例の
成形用型の再生方法により、成形用型１２の成形面１２
ａを研磨する様子を示した図である。
付図面を参照して詳細に説明する。図１は、一実施例の
成形用型の再生方法により、成形用型１２の成形面１２
ａを研磨する様子を示した図である。
【００１６】図１において、成形用型１２は、略円柱状
に形成されており、その上面には、ガラス素材の表面に
所定の形状を転写するための成形面１２ａが形成されて
いる。この成形用型１２の成形面１２ａを再生する場合
には、この成形用型１２が、回転テーブル１４の上に載
置され、図中矢印Ａで示す様に水平面内で回転される。
回転テーブル１４の上方には、研磨部材１５が配置され
ており、この研磨部材１５は、その表面が球面状に形成
された研磨部材本体１６と、その表面に取り付けられた
フェルト１７とから構成されている。研磨部材本体１６
には、不図示の振動装置に取り付けられた振動棒１８が
接続されている。フェルト１７は、研磨部材１６と一体
的に、振動棒１８を介して不図示の振動装置により図中
矢印Ｂで示した様に左右方向に振動される。したがっ
て、このフェルト１７の下面を成形用型１２の成形面１
２ａに所定の力で押し付けた状態で、フェルト１７を振
動装置により左右方向に振動させ、且つ、回転テーブル
１４により成形用型１２を回転させることにより、成形
用型１２の成形面１２ａの研磨が行われる。
に形成されており、その上面には、ガラス素材の表面に
所定の形状を転写するための成形面１２ａが形成されて
いる。この成形用型１２の成形面１２ａを再生する場合
には、この成形用型１２が、回転テーブル１４の上に載
置され、図中矢印Ａで示す様に水平面内で回転される。
回転テーブル１４の上方には、研磨部材１５が配置され
ており、この研磨部材１５は、その表面が球面状に形成
された研磨部材本体１６と、その表面に取り付けられた
フェルト１７とから構成されている。研磨部材本体１６
には、不図示の振動装置に取り付けられた振動棒１８が
接続されている。フェルト１７は、研磨部材１６と一体
的に、振動棒１８を介して不図示の振動装置により図中
矢印Ｂで示した様に左右方向に振動される。したがっ
て、このフェルト１７の下面を成形用型１２の成形面１
２ａに所定の力で押し付けた状態で、フェルト１７を振
動装置により左右方向に振動させ、且つ、回転テーブル
１４により成形用型１２を回転させることにより、成形
用型１２の成形面１２ａの研磨が行われる。
【００１７】成形用型１２は、図２に示す様に、その本
体部１２ｂが超硬合金から形成されており、成形面１２
ａの部分には、ＴｉＮから成るコーティングが施されて
いる。また、成形に使用するガラス素材２０は、図３に
示すように、外周面にカーボン系の離型層２２が設けら
れたクラウン系ガラス（Ｂａｌ４２）である。この成形
用型と、ガラス素材の組み合わせで連続１００ショット
の連続成形（成形温度６００°Ｃ、成形時間５分間、成
形圧力５００ｋｇ）を行った型を試料として、成形面を
研磨する実験を行った。
体部１２ｂが超硬合金から形成されており、成形面１２
ａの部分には、ＴｉＮから成るコーティングが施されて
いる。また、成形に使用するガラス素材２０は、図３に
示すように、外周面にカーボン系の離型層２２が設けら
れたクラウン系ガラス（Ｂａｌ４２）である。この成形
用型と、ガラス素材の組み合わせで連続１００ショット
の連続成形（成形温度６００°Ｃ、成形時間５分間、成
形圧力５００ｋｇ）を行った型を試料として、成形面を
研磨する実験を行った。
【００１８】図４は、成形（１００ショットの連続成
形）の前後における成形用型の成形面の状態変化の様
子、及び再生処理後の成形面の状態変化の様子を示して
いる。成形前には、黄金色であり、光沢もあった成形面
は、連続１００ショットの成形後には青色に変色し、曇
りが発生している。このような成形後の成形面の変化
は、成形による酸化とカーボン離型層の堆積により発生
したと考えられる。
形）の前後における成形用型の成形面の状態変化の様
子、及び再生処理後の成形面の状態変化の様子を示して
いる。成形前には、黄金色であり、光沢もあった成形面
は、連続１００ショットの成形後には青色に変色し、曇
りが発生している。このような成形後の成形面の変化
は、成形による酸化とカーボン離型層の堆積により発生
したと考えられる。
【００１９】このような成形後の成形面に、図１に示す
様な装置を用い、フェルト１７に粒径が３μｍ，１μ
ｍ，１／４μｍ，１／８μｍの４種類のダイヤモンドパ
ウダーをそれぞれ含む砥粒を含有させて、再生処理を施
した。再生処理の条件は、成形用型１２を回転テーブル
１４により３００ｒｐｍの速度で回転させ、上記のダイ
ヤモンド砥粒（砥粒混合比：パウダー／水≒０．５）を
含んだフェルト１７を１０ｋｇの荷重で成形面に押し付
けて不図示の振動装置により微小な振動を与えるという
ものである。そして、このような研磨を５分間続けた。
様な装置を用い、フェルト１７に粒径が３μｍ，１μ
ｍ，１／４μｍ，１／８μｍの４種類のダイヤモンドパ
ウダーをそれぞれ含む砥粒を含有させて、再生処理を施
した。再生処理の条件は、成形用型１２を回転テーブル
１４により３００ｒｐｍの速度で回転させ、上記のダイ
ヤモンド砥粒（砥粒混合比：パウダー／水≒０．５）を
含んだフェルト１７を１０ｋｇの荷重で成形面に押し付
けて不図示の振動装置により微小な振動を与えるという
ものである。そして、このような研磨を５分間続けた。
【００２０】図５は、上記の条件で再生処理を行った後
の成形面の状態を示したものである。図５によれば、上
記の条件の全ての場合について（ダイヤモンドパウダー
の粒径が３μｍから１／８μｍの場合の全てについ
て）、表面の曇り、及び融着が除去されたことが分か
る。ただし、ダイヤモンドパウダーの粒径が３μｍと１
μｍの場合には、成形面の表面に傷が発生した。これに
対し、粒径が１／４μｍと１／８μｍのダイヤモンドパ
ウダーを使用した場合には、傷は発生しなかった。した
がって、ダイヤモンドパウダーの粒径は、１／４μｍよ
り小さいものが、この実施例の再生方法にはより適して
いるといえる。
の成形面の状態を示したものである。図５によれば、上
記の条件の全ての場合について（ダイヤモンドパウダー
の粒径が３μｍから１／８μｍの場合の全てについ
て）、表面の曇り、及び融着が除去されたことが分か
る。ただし、ダイヤモンドパウダーの粒径が３μｍと１
μｍの場合には、成形面の表面に傷が発生した。これに
対し、粒径が１／４μｍと１／８μｍのダイヤモンドパ
ウダーを使用した場合には、傷は発生しなかった。した
がって、ダイヤモンドパウダーの粒径は、１／４μｍよ
り小さいものが、この実施例の再生方法にはより適して
いるといえる。
【００２１】ただし、粒径が３μｍと１μｍのパウダー
を使用した場合でも、砥粒混合比を０．５よりも小さく
し、フェルトにかける荷重を１０ｋｇよりも少なくし、
更に処理時間を５分よりも長くした場合には、成形面の
表面に傷が発生しない状態での再生処理が可能であっ
た。また、図６は、成形後と再生処理後の成形面の表面
の元素成分をＥＳＣＡによって分析した結果を示したも
のである。この図を見ると、成形面のコーティング材に
含まれるＴｉを１とした場合に、再生処理後では、成形
後に比較して酸素と炭素が減少しており、カーボンと酸
化皮膜が除去されていることが分かる。また、Ｓｉも減
少しており、成形面に付着していた融着ガラスも除去さ
れたことが分かる。更に、これらの異物が成形面から除
去されたことにより、コーティング材であるＴｉＮが成
形面の表面に露出され、このコーティング材に含まれて
いる窒素Ｎが検出される様になった。このような再生処
理を施した成形用型を用いて再度連続成形を行ったとこ
ろ、初期の型と同様の成形が可能であった。
を使用した場合でも、砥粒混合比を０．５よりも小さく
し、フェルトにかける荷重を１０ｋｇよりも少なくし、
更に処理時間を５分よりも長くした場合には、成形面の
表面に傷が発生しない状態での再生処理が可能であっ
た。また、図６は、成形後と再生処理後の成形面の表面
の元素成分をＥＳＣＡによって分析した結果を示したも
のである。この図を見ると、成形面のコーティング材に
含まれるＴｉを１とした場合に、再生処理後では、成形
後に比較して酸素と炭素が減少しており、カーボンと酸
化皮膜が除去されていることが分かる。また、Ｓｉも減
少しており、成形面に付着していた融着ガラスも除去さ
れたことが分かる。更に、これらの異物が成形面から除
去されたことにより、コーティング材であるＴｉＮが成
形面の表面に露出され、このコーティング材に含まれて
いる窒素Ｎが検出される様になった。このような再生処
理を施した成形用型を用いて再度連続成形を行ったとこ
ろ、初期の型と同様の成形が可能であった。
【００２２】以上説明した様に、この実施例によれば、
砥粒を含んだフェルトによって成形面を研磨することに
より、成形面の形状を維持しつつ、また傷をつけること
なく容易に新規と同等の成形面を有する型を得ることが
できる。なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で
上記実施例を修正または変形したものに適用可能であ
る。
砥粒を含んだフェルトによって成形面を研磨することに
より、成形面の形状を維持しつつ、また傷をつけること
なく容易に新規と同等の成形面を有する型を得ることが
できる。なお、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で
上記実施例を修正または変形したものに適用可能であ
る。
【００２３】例えば上記実施例においては、研磨部材に
フェルトを使用しているが、これに限定されることな
く、柔軟性があり、内部に砥粒を含有することができる
様なものであれば、フェルト以外のものを使用してもよ
い。また、研磨用の砥粒として、ダイヤモンドパウダー
を使用する場合について説明したが、ダイヤモンドパウ
ダー以外にも、酸化セリウム、炭化珪素、酸化アルミニ
ウム、窒化珪素、窒化チタン、炭化タングステン等を主
成分とするパウダーを使用してもよい。
フェルトを使用しているが、これに限定されることな
く、柔軟性があり、内部に砥粒を含有することができる
様なものであれば、フェルト以外のものを使用してもよ
い。また、研磨用の砥粒として、ダイヤモンドパウダー
を使用する場合について説明したが、ダイヤモンドパウ
ダー以外にも、酸化セリウム、炭化珪素、酸化アルミニ
ウム、窒化珪素、窒化チタン、炭化タングステン等を主
成分とするパウダーを使用してもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の成形用型の
再生方法によれば、砥粒を含有する研磨部材によって成
形面を研磨することにより、成形面に付着した異物や、
酸化層を容易に除去することができる。
再生方法によれば、砥粒を含有する研磨部材によって成
形面を研磨することにより、成形面に付着した異物や、
酸化層を容易に除去することができる。
【図１】一実施例の成形用型の再生方法により型部材を
研磨する様子を示した図である。
研磨する様子を示した図である。
【図２】成形用型部材の構造を示した図である。
【図３】光学素子の成形に使用されるガラス素材を示し
た図である。
た図である。
【図４】成形（１００ショットの連続成形）の前後にお
ける成形用型の成形面の状態変化の様子、及び再生処理
後の成形面の状態変化の様子を示した図である。
ける成形用型の成形面の状態変化の様子、及び再生処理
後の成形面の状態変化の様子を示した図である。
【図５】再生処理を行った後の成形面の状態を示した図
である。
である。
【図６】成形後と再生処理後の成形面の表面の元素成分
をＥＳＣＡによって分析した結果を示した図である。
をＥＳＣＡによって分析した結果を示した図である。
【図７】光学素子を成形する従来の方法を示した図であ
る。
る。
１２ 成形用型 １４ 回転テーブル １５ 研磨部材 １６ 研磨部材本体 １７ フェルト １８ 振動棒 ２０ ガラス素材 ２２ 離型層 ５０ 成形用型 ５２ 上型部材 ５４ 下型部材 ５６ 胴型
Claims (1)
- 【請求項１】 加熱されることにより軟化状態となって
いるガラス素材をプレスし、その表面に所定の形状を転
写するための成形面を有し、該成形面に窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）から成るコーティングが施されている成形用型の
再生方法であって、 前記成形面に付着した付着物及び／又は酸化層を、粒径
が０．００６μｍ以上３μｍ以下の、ダイヤモンドを主
成分とする粒子からなる砥粒を含有する柔軟な材料から
なる研磨部材を用いて前記成形面から除去することを特
徴とする成形用型の再生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172275A JP2898142B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 成形用型の再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172275A JP2898142B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 成形用型の再生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0616431A JPH0616431A (ja) | 1994-01-25 |
| JP2898142B2 true JP2898142B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=15938899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4172275A Expired - Fee Related JP2898142B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 成形用型の再生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2898142B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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