JPH02243524A - 光学素子のプレス成形方法 - Google Patents
光学素子のプレス成形方法Info
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- JPH02243524A JPH02243524A JP1060952A JP6095289A JPH02243524A JP H02243524 A JPH02243524 A JP H02243524A JP 1060952 A JP1060952 A JP 1060952A JP 6095289 A JP6095289 A JP 6095289A JP H02243524 A JPH02243524 A JP H02243524A
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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
-
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- 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
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- 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
- C03B2215/22—Non-oxide ceramics
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、研削、研磨等による仕上げを必要とせず、ガ
ラスを高温保持する事により軟化させ、プレス成形によ
り直接形成される光学素子の成形方法に関する。
ラスを高温保持する事により軟化させ、プレス成形によ
り直接形成される光学素子の成形方法に関する。
研削、研磨による非球面形状のガラスレンズの製造方法
は量産が困難であり、プレス成形による非球面ガラスレ
ンズの製造が提案されている。プレスレンズレンズの形
状精度は、型形状を正確に転写するため、型形状ｆｆ１
度を上げる事により、高精度のプレスレンズを作成する
事ができる。また、レンズ形状自体、球面、非球面を問
わず、研削。
は量産が困難であり、プレス成形による非球面ガラスレ
ンズの製造が提案されている。プレスレンズレンズの形
状精度は、型形状を正確に転写するため、型形状ｆｆ１
度を上げる事により、高精度のプレスレンズを作成する
事ができる。また、レンズ形状自体、球面、非球面を問
わず、研削。
研磨の工程なしで作製する事ができる。この時、型材料
に要求される特性は、高温時ガラスと反応しない事、高
温で高強度を持つ事、加工性に優れている事、表面欠陥
のない事、ガラス素材以下の熱膨張率である事である。
に要求される特性は、高温時ガラスと反応しない事、高
温で高強度を持つ事、加工性に優れている事、表面欠陥
のない事、ガラス素材以下の熱膨張率である事である。
このため、型材料に、超硬を用いる方法（例えば、時開
６０−８６０４１ ）や、金属材料からなる型の表面に
望化チタン（ＴｉＮ）層を形成した型を用いる方法（特
開昭５９−１２３６２９ ） 。
６０−８６０４１ ）や、金属材料からなる型の表面に
望化チタン（ＴｉＮ）層を形成した型を用いる方法（特
開昭５９−１２３６２９ ） 。
金型の成形面を、ＳｉｍＫ 、 ＢＮ 、 ＡｔＮ、
ＴｉＮ ’−Ｗにて形成した成形用金型を用いる方法（
特開昭６２−２７３３４ ）がある。また、成形用型と
してプレス温度よりガラス転移温度の高いガラスからな
る型を用い％被成形ガラス体表面上に酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏｚ）層を形成し、被成形ガラス体と上記型との間に融
着防止層を介在させ、プレス成形する方法がある。
ＴｉＮ ’−Ｗにて形成した成形用金型を用いる方法（
特開昭６２−２７３３４ ）がある。また、成形用型と
してプレス温度よりガラス転移温度の高いガラスからな
る型を用い％被成形ガラス体表面上に酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏｚ）層を形成し、被成形ガラス体と上記型との間に融
着防止層を介在させ、プレス成形する方法がある。
（％開昭６２−２２６８２５ ）
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記、型材料に関する従来技術は、ガラスプレスレンズ
量産に対し、型寿命の点について配慮がされておらず、
繰り返し同一型により、プレス成形すると、型表面への
ガラスの付着が生じ、面粗さが低下し、引いては、プレ
スレンズ形状精度を低下させ、また、ガラスと型が完全
に密着し、成形ガラス冷却中に割れが発生するという問
題点がある。また、成形用型としてプレス温度よりガラ
ス転移温度の高いガラスからなる型を用い、被成形ガラ
ス体表面上に融着防止層として酸化ケイ素をコーティン
グしプレス成形する方法は、酸化ケイ素が、型、被成形
ガラスの一成分であるため親和性が良く、ガラスアルカ
リイオンの拡散作用のため、成形型表面にガラスの付着
が生じ、プレスレンズの形状精度を低下させる、あるい
は、割れを発生させるという問題点がある。
量産に対し、型寿命の点について配慮がされておらず、
繰り返し同一型により、プレス成形すると、型表面への
ガラスの付着が生じ、面粗さが低下し、引いては、プレ
スレンズ形状精度を低下させ、また、ガラスと型が完全
に密着し、成形ガラス冷却中に割れが発生するという問
題点がある。また、成形用型としてプレス温度よりガラ
ス転移温度の高いガラスからなる型を用い、被成形ガラ
ス体表面上に融着防止層として酸化ケイ素をコーティン
グしプレス成形する方法は、酸化ケイ素が、型、被成形
ガラスの一成分であるため親和性が良く、ガラスアルカ
リイオンの拡散作用のため、成形型表面にガラスの付着
が生じ、プレスレンズの形状精度を低下させる、あるい
は、割れを発生させるという問題点がある。
本発明の目的は、成形用型の長寿命化のため、成形用型
の表面へのガラスの付着を抑止する事にある。
の表面へのガラスの付着を抑止する事にある。
上記目的を達成するために、被成形体表面上に高温域に
おいても被成形体内部のイオンを流出させない性質を有
する融着防止層を介在させる。さらに、成形用型の成形
面上に、被成形体の表面上の融着防止層に用いた化合物
と不活性な性質を有する反応抑止層を介させ、２重の効
果により成形用型と被成形体の反応を抑止するものであ
る。
おいても被成形体内部のイオンを流出させない性質を有
する融着防止層を介在させる。さらに、成形用型の成形
面上に、被成形体の表面上の融着防止層に用いた化合物
と不活性な性質を有する反応抑止層を介させ、２重の効
果により成形用型と被成形体の反応を抑止するものであ
る。
また、反応抑止層は、透明で成形温度よりも高い融点を
有する化合物を用い、膜厚２００〜１０００Åｓ度で、
均一、緻密に形成する。これにより、成形品の光学特性
の劣化をも抑止したものである。
有する化合物を用い、膜厚２００〜１０００Åｓ度で、
均一、緻密に形成する。これにより、成形品の光学特性
の劣化をも抑止したものである。
融着防止層には、被成形体であるガラス内部に存在する
アルカリイオンよりも酸素との結合力が強い酸化物を用
いた。これにより、ガラス内部のアルカリイオンと酸化
物の間でイオン変換を行う事を阻止し、ガラス内部のア
ルカリイオンの外部への流出を防止する事ができる。さ
らに、反応抑止層には、融着防止層に用いた酸化物と、
ガラス成形条件の範囲において、化合物、固溶体等を形
成しない窒化物を用いた。これにより、融着防止層自身
と型との反応を抑止する事ができる。
アルカリイオンよりも酸素との結合力が強い酸化物を用
いた。これにより、ガラス内部のアルカリイオンと酸化
物の間でイオン変換を行う事を阻止し、ガラス内部のア
ルカリイオンの外部への流出を防止する事ができる。さ
らに、反応抑止層には、融着防止層に用いた酸化物と、
ガラス成形条件の範囲において、化合物、固溶体等を形
成しない窒化物を用いた。これにより、融着防止層自身
と型との反応を抑止する事ができる。
以上の作用を持つ融着防止層１反応抑止層の２重の効果
により、成形用型への被成形体であるガラスの付着を抑
止する事ができる。
により、成形用型への被成形体であるガラスの付着を抑
止する事ができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例１
第１図に、本発明による酸部用型の断面図を示した。型
母材は、成分ＷＣ：９６ｗｔ％ 、 Ｃｏ ： ４ｗｔ
％からなる超硬を用いた。
母材は、成分ＷＣ：９６ｗｔ％ 、 Ｃｏ ： ４ｗｔ
％からなる超硬を用いた。
この型の加工工程を、次に示す。直径２５靜、高さ１０
ｍ−の型母材の成形使用面を曲率半径３０−で、形状
、精度±１μｍの凹曲面に研削加工した。しかる後、そ
の成形使用面をＲｍａｘ Ｏ，０１μｍ以下に研磨し、
その表面上に膜厚５μｍのＢＮ薄膜をＣＶＤ法により形
成し、ざらにＲｍａｘ Ｏ，０１μｍ以下に研磨した。
ｍ−の型母材の成形使用面を曲率半径３０−で、形状
、精度±１μｍの凹曲面に研削加工した。しかる後、そ
の成形使用面をＲｍａｘ Ｏ，０１μｍ以下に研磨し、
その表面上に膜厚５μｍのＢＮ薄膜をＣＶＤ法により形
成し、ざらにＲｍａｘ Ｏ，０１μｍ以下に研磨した。
第２図に、被成形ガラス素材を示した。この素材は、直
径２２−の成分ＳｉＯ２：３９ｗｔ％ 、 ＢａＯ：４
０ｗｔ％。
径２２−の成分ＳｉＯ２：３９ｗｔ％ 、 ＢａＯ：４
０ｗｔ％。
Ｂ２０ｓ ： １５ｗｔチ、 Ａ４０． ： ４ｗｔ％
からなる光学ガラス（ガラス転移点６６４℃、熱膨張
係数７．９Ｘ１０−ンｄｅｇ）の表面上に、膜厚１００
〜１００ＯＡ程度の均一な酸化チタン（ＴｉＯｚ）薄膜
を、スパッタ法で形成したものを用いた。第３図に、プ
レス成形装置を示した。
からなる光学ガラス（ガラス転移点６６４℃、熱膨張
係数７．９Ｘ１０−ンｄｅｇ）の表面上に、膜厚１００
〜１００ＯＡ程度の均一な酸化チタン（ＴｉＯｚ）薄膜
を、スパッタ法で形成したものを用いた。第３図に、プ
レス成形装置を示した。
プレスレンズ成形方法を、以下に示す。
第３図に示した状態で、被成形ガラス体を雰囲気槽内に
セットし、−度真空に引いて、窒素で置換した。被成形
ガラス体、成型用型共、窒素雰囲気中、９８３Ｋ まで
昇温したのち約１０分間保持し、変形速度６０−／ｒｎ
ｉｎで、両凸形状に成形する。その後、プレスレンズ、
成型用型共、室温まで炉冷する。第４図に、本発明によ
る被成形ガラス体プレスレンズの融着層の膜厚と透過率
及び成形後の型面粗さの関係を示した。透過率は、プレ
スレンズは、波長３５０〜７００ ｎｍの光に対して９
８−以上でなければならない。また、先に述べたとおり
、プレス品の面粗さは、 ＲｍａＸ ０．０１μｍ以下
でなければならない。これらの条件を満たす最適融着防
止層膜厚は２００〜１０００Åであ−た。
セットし、−度真空に引いて、窒素で置換した。被成形
ガラス体、成型用型共、窒素雰囲気中、９８３Ｋ まで
昇温したのち約１０分間保持し、変形速度６０−／ｒｎ
ｉｎで、両凸形状に成形する。その後、プレスレンズ、
成型用型共、室温まで炉冷する。第４図に、本発明によ
る被成形ガラス体プレスレンズの融着層の膜厚と透過率
及び成形後の型面粗さの関係を示した。透過率は、プレ
スレンズは、波長３５０〜７００ ｎｍの光に対して９
８−以上でなければならない。また、先に述べたとおり
、プレス品の面粗さは、 ＲｍａＸ ０．０１μｍ以下
でなければならない。これらの条件を満たす最適融着防
止層膜厚は２００〜１０００Åであ−た。
第５図に、上記最適融着層膜厚範囲の被成形ガラス体を
、同一成形用型を用い、繰り返しプレス成形した時の型
の表面粗さの変化を示した。この図に示されるように、
繰り返し成形した後、成形用型表面にはガラスの付着が
見られず、型表面粗さＲｍａｘ Ｏ，０１μｍ以下であ
った。
、同一成形用型を用い、繰り返しプレス成形した時の型
の表面粗さの変化を示した。この図に示されるように、
繰り返し成形した後、成形用型表面にはガラスの付着が
見られず、型表面粗さＲｍａｘ Ｏ，０１μｍ以下であ
った。
以上、本発明により、ガラスプレス成形用型の長寿命化
がはかられた。
がはかられた。
実施例２
成形用型に実施例１と同様の型を用い、被成形ガラス体
には、実施例１と同様のガラス素材表面上に膜厚２００
〜１０００Åの均一な酸化スズ（Ｓｎｏｗ）をスパッタ
法で形成したものを用いた。成形装置及び成形方法も実
施例１と同様にプレスを行−な。
には、実施例１と同様のガラス素材表面上に膜厚２００
〜１０００Åの均一な酸化スズ（Ｓｎｏｗ）をスパッタ
法で形成したものを用いた。成形装置及び成形方法も実
施例１と同様にプレスを行−な。
この場合の成形品も良好な表面粗さ、透過率を示し、ガ
ラスプレス成形用型の寿命化がはかられた。
ラスプレス成形用型の寿命化がはかられた。
被成形ガラス体に用いる社業防止層には、先に述べた以
外に、Ｔｈａｔ 、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｈｆ０ｔ ｔＮｂ
ｔｏｓ ａＹｚＯｓ ＊ ＢａＯ，Ｌａ１０ｓ薄膜を膜
厚２００〜１０００Ｘに形成した場合にも良好な結果が
得られた。また、薄膜形成方法は、ＣＶＤ法でも良い。
外に、Ｔｈａｔ 、ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｈｆ０ｔ ｔＮｂ
ｔｏｓ ａＹｚＯｓ ＊ ＢａＯ，Ｌａ１０ｓ薄膜を膜
厚２００〜１０００Ｘに形成した場合にも良好な結果が
得られた。また、薄膜形成方法は、ＣＶＤ法でも良い。
成型用型表面上のコーテイング膜は、先に述べたＢＮ以
外に、んαでも良い結果が得られた。
外に、んαでも良い結果が得られた。
以上、本発明によれば、ガラスプレス成形方法において
、被成形ガラス表面上に、ガラス内部のアルカリイオン
を外部へ流出させない金属酸化物を融着防止層として形
成することにより、成形用型へのガラスの融着を抑止す
る事ができる。これにより、プレス用型の長寿命化、ガ
ラスプレスレンズの量産成形が可能となり、非球面ガラ
スプレスレンズの安価供給の効果がある。
、被成形ガラス表面上に、ガラス内部のアルカリイオン
を外部へ流出させない金属酸化物を融着防止層として形
成することにより、成形用型へのガラスの融着を抑止す
る事ができる。これにより、プレス用型の長寿命化、ガ
ラスプレスレンズの量産成形が可能となり、非球面ガラ
スプレスレンズの安価供給の効果がある。
第１図は、成形用型と縦断面図、第２図は、被成形ガラ
ス体の縦断面図、第３図は、プレス成形装置の概略図、
第４図は、本発明によりプレス成形したガラスレンズの
融着防止層膜厚と透過率及び成形に使用した型の表面粗
さを示した図、第５図は、本発明の被成形ガラス体を繰
り返し、同一成形用型を用いてプレスした場合の型の表
面粗さの変化を示した図である。 １・・・成形用型材 ２・・・融着防止層３・・
・反応抑止層 ５・・・加熱炉 ７・・・コンテナ ９・・・圧縮棒 １１・・・被成形ガラス体 １３・・・透過率 ４・・・ガラス母材 ６・・・雰囲気槽 ８・・・上圧線棒 １０・・・上成形型 １２・・・下底型型 １４・・・表面粗さ
ス体の縦断面図、第３図は、プレス成形装置の概略図、
第４図は、本発明によりプレス成形したガラスレンズの
融着防止層膜厚と透過率及び成形に使用した型の表面粗
さを示した図、第５図は、本発明の被成形ガラス体を繰
り返し、同一成形用型を用いてプレスした場合の型の表
面粗さの変化を示した図である。 １・・・成形用型材 ２・・・融着防止層３・・
・反応抑止層 ５・・・加熱炉 ７・・・コンテナ ９・・・圧縮棒 １１・・・被成形ガラス体 １３・・・透過率 ４・・・ガラス母材 ６・・・雰囲気槽 ８・・・上圧線棒 １０・・・上成形型 １２・・・下底型型 １４・・・表面粗さ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、成形用型と被成形体との反応を抑止する目的で、成
形型の成形面と被成形体の表面に融着防止層と反応抑止
層を介在させ、２重の効果により反応を抑止することを
特徴とする光学素子のプレス成形方法。 ２、被成形体表面上の融着防止層には、高温域において
被成形体内部のイオンを外部に流出させない性質を有す
る化合物を用い、さらに、成形用型の表面には被成形体
表面上の化合物と不活性な性質を有する反応抑止層を介
在させることを特徴とする請求項１記載の光学素子プレ
ス成形方法。 ３、被成形体表面上の融着防止層には、透明で成形温度
よりも高い融点を有する化合物を用い、膜厚２００〜１
０００Å程度の均一で緻密な薄膜を形成し、反応抑止層
にも成形温度以下で安定な化合物を用いたことを特徴と
する請求項１記載の光学素子プレス成形方法。 ４、融着防止層に酸化チタン（ＴｉＯ＿２）の他、Ｓｎ
Ｏ＿２、ＴｈＯ＿２、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＨｆＯ＿２、Ｎ
ｂ＿２Ｏ＿５、Ｙ＿２Ｏ＿３、ＢａＯ、Ｌａ＿２Ｏ＿３
等の膜厚２００〜１０００Å程度の薄膜を用い、さらに
、反応抑止層にボロンナイトライド（ＢＮ）あるいはＴ
ｉＮを用いたことを特徴とする請求項１記載の光学素子
プレス成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060952A JPH02243524A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 光学素子のプレス成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1060952A JPH02243524A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 光学素子のプレス成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02243524A true JPH02243524A (ja) | 1990-09-27 |
Family
ID=13157239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1060952A Pending JPH02243524A (ja) | 1989-03-15 | 1989-03-15 | 光学素子のプレス成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02243524A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010238866A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-03-15 JP JP1060952A patent/JPH02243524A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010238866A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置の製造方法 |
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