JPH06102553B2 - 光学素子成形用型 - Google Patents
光学素子成形用型Info
- Publication number
- JPH06102553B2 JPH06102553B2 JP61298283A JP29828386A JPH06102553B2 JP H06102553 B2 JPH06102553 B2 JP H06102553B2 JP 61298283 A JP61298283 A JP 61298283A JP 29828386 A JP29828386 A JP 29828386A JP H06102553 B2 JPH06102553 B2 JP H06102553B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- optical element
- molding
- glass
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- 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
- C03B2215/10—Die base materials
- C03B2215/12—Ceramics or cermets, e.g. cemented WC, Al2O3 or TiC
-
- 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
Landscapes
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レンズ，プリズム等のガラスよりなる光学素
子を、ガラス素材のプレス成形により製造するのに使用
される型に関するものである。
子を、ガラス素材のプレス成形により製造するのに使用
される型に関するものである。
［従来の技術］ 研磨工程を必要としないでガラス素材のプレス成形によ
ってレンズを製造する技術は、従来のレンズの製造にお
いて必要とされた複雑な工程をなくし、簡単且つ安価に
レンズを製造することを可能とし、近来、レンズのみな
らずプリズムその他のガラスよりなる光学素子の製造に
使用されるようになってきた。
ってレンズを製造する技術は、従来のレンズの製造にお
いて必要とされた複雑な工程をなくし、簡単且つ安価に
レンズを製造することを可能とし、近来、レンズのみな
らずプリズムその他のガラスよりなる光学素子の製造に
使用されるようになってきた。
このようなガラスの光学素子のプレス成形に使用される
型材に要求される性質としては、硬さ、耐熱性、離型
性、鏡面加工性等に優れている事が挙げられる。従来、
この種の型材として、金属、セラミックス、及びそれら
をコーティングした材料等、数多くの提案がされてい
る。いくつかの例を挙げるならば、特開昭49−51112に
は13Crマルテンサイト鋼が、特開昭52−45613にはSiC及
びSi3N4が、特開昭60−246230には超硬合金に貴金属を
コーティングした材料が提案されている。
型材に要求される性質としては、硬さ、耐熱性、離型
性、鏡面加工性等に優れている事が挙げられる。従来、
この種の型材として、金属、セラミックス、及びそれら
をコーティングした材料等、数多くの提案がされてい
る。いくつかの例を挙げるならば、特開昭49−51112に
は13Crマルテンサイト鋼が、特開昭52−45613にはSiC及
びSi3N4が、特開昭60−246230には超硬合金に貴金属を
コーティングした材料が提案されている。
しかし、13Crマルテンサイト鋼は酸化しやすく、さらに
高温でFeが硝子中に拡散して硝子が着色する欠点をも
つ。又、SiC、si3N4は一般的には酸化されにくいとされ
ているが、高温ではやはり酸化がおこり、表面にSiO2の
膜が形成される為硝子と融着を起こし、さらに高硬度の
為型自体の加工性が極めて悪いという欠点持つ。又、貴
金属をコーティングした材料は融着は起こしにくいが、
極めて軟かい為、傷がつきやすく又変形しやすい欠点を
もつ。
高温でFeが硝子中に拡散して硝子が着色する欠点をも
つ。又、SiC、si3N4は一般的には酸化されにくいとされ
ているが、高温ではやはり酸化がおこり、表面にSiO2の
膜が形成される為硝子と融着を起こし、さらに高硬度の
為型自体の加工性が極めて悪いという欠点持つ。又、貴
金属をコーティングした材料は融着は起こしにくいが、
極めて軟かい為、傷がつきやすく又変形しやすい欠点を
もつ。
［発明の目的］ 本発明の目的は、ガラスの光学素子の成形に適した光学
素子成形用型を提供することで、特に、高温でガラスと
融着をおこさず、鏡面研磨が可能で、適当な硬さを有
し、酸化されにくい光学素子成形用型を提供することに
ある。
素子成形用型を提供することで、特に、高温でガラスと
融着をおこさず、鏡面研磨が可能で、適当な硬さを有
し、酸化されにくい光学素子成形用型を提供することに
ある。
本発明者は、上記目的をもって研究の結果、主として炭
化タングステン（WC）からなる超硬合金の型母材を使用
し、そのガラス素材に接触する成形面に炭化タングステ
ン（WC）の被膜を設け型によって所期の目的を達成でき
ることを発見した。
化タングステン（WC）からなる超硬合金の型母材を使用
し、そのガラス素材に接触する成形面に炭化タングステ
ン（WC）の被膜を設け型によって所期の目的を達成でき
ることを発見した。
［発明の概要］ 上述の如く、本発明の特徴とするところは、ガラスより
なる光学素子のプレス成形に使用される型において、前
記型は、光学素子成形面が鏡面加工された主として炭化
タングステンからなる超硬合金の型母材と、該型母材の
前記光学素子成形面にスパッタリング法により炭化タン
グステンを0.5〜1.5umの厚さに被膜してなる被覆材とで
構成されていることにある。
なる光学素子のプレス成形に使用される型において、前
記型は、光学素子成形面が鏡面加工された主として炭化
タングステンからなる超硬合金の型母材と、該型母材の
前記光学素子成形面にスパッタリング法により炭化タン
グステンを0.5〜1.5umの厚さに被膜してなる被覆材とで
構成されていることにある。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図および第２図は本発明に係る光学素子成形用型の
１つの実施態様を示すもので、図中、１は超硬合金より
なる型母材、２は該型母材のガラス素材に接触する成形
面に形成された炭化タングステン（WC）の被膜層を示
す。
１つの実施態様を示すもので、図中、１は超硬合金より
なる型母材、２は該型母材のガラス素材に接触する成形
面に形成された炭化タングステン（WC）の被膜層を示
す。
第１図は光学素子のプレス成形前の状態を示し、第２図
は光学素子成形後の状態を示す。第１図に示すように、
型の間に置かれたガラス素材３をプレス成形することに
よって、第２図に示すようにレンズ等の光学素子４が成
形される。上記のように、型の母材１の上に炭化タング
ステン被膜を形成する方法として本発明においては、第
３図に示される一般にスパッタリング法といわれる方法
を用いている。
は光学素子成形後の状態を示す。第１図に示すように、
型の間に置かれたガラス素材３をプレス成形することに
よって、第２図に示すようにレンズ等の光学素子４が成
形される。上記のように、型の母材１の上に炭化タング
ステン被膜を形成する方法として本発明においては、第
３図に示される一般にスパッタリング法といわれる方法
を用いている。
第３図において、11は装置の外壁、12は冷却水、13は電
極、14はアルゴンガス、15は型母材、16は基板ホルダ、
17は炭化水素ガス、18は真空引き排気孔、19はタングス
テンを示す。被膜生成の際、有機溶剤によって洗滌した
型母材15を装置内に設置する。蒸着前にアルゴンガス14
を導入し、アルゴンイオン衝撃により型母材の表面を清
浄する。続いて、電極13上のタングステンのターゲット
に炭化水素（アセチレン）ガスを導入して衝撃を与える
ことにより型母材の表面に炭化タングステン被膜を生成
する。このようにして、ガラス素材に接触する成形面に
炭化タングステンの被膜をもつ光学素子成形用型が得ら
れる。
極、14はアルゴンガス、15は型母材、16は基板ホルダ、
17は炭化水素ガス、18は真空引き排気孔、19はタングス
テンを示す。被膜生成の際、有機溶剤によって洗滌した
型母材15を装置内に設置する。蒸着前にアルゴンガス14
を導入し、アルゴンイオン衝撃により型母材の表面を清
浄する。続いて、電極13上のタングステンのターゲット
に炭化水素（アセチレン）ガスを導入して衝撃を与える
ことにより型母材の表面に炭化タングステン被膜を生成
する。このようにして、ガラス素材に接触する成形面に
炭化タングステンの被膜をもつ光学素子成形用型が得ら
れる。
次に、本発明による光学素子成形用型によってガラスの
レンズのプレス成形を行なった例について詳述する。下
記の表１は実験に供した型材の種類を示す。
レンズのプレス成形を行なった例について詳述する。下
記の表１は実験に供した型材の種類を示す。
No.1〜３は比較材であり、No.4は本発明で提案する材料
であり、母材として超硬合金（WC90％＋Co10％）を使用
した。また、No.5は本発明の母材超硬合金に代えて焼結
SiCを使用した比較材である。上記の例に使用したレン
ズの成形装置に第４図に示す。
であり、母材として超硬合金（WC90％＋Co10％）を使用
した。また、No.5は本発明の母材超硬合金に代えて焼結
SiCを使用した比較材である。上記の例に使用したレン
ズの成形装置に第４図に示す。
図中、21は真空槽本体、22はそのフタ、23は光学素子を
成形する為の上型、24はその下型、25は上型をおさえる
ための上型おさえ、26は胴型、27は型ホルダー、28はヒ
ータ、29は下型をつき上げるつき上げ棒、30は該つき上
げ棒を作動するエアシリンダ、31は油回転ポンプ、32、
33、34はバルブ、35は不活性ガス流入パイプ、36はバル
ブ、37はリークパイプ、38はバルブ、39は温度センサ、
40は水冷パイプ、41は真空槽を支持る台を示す。
成形する為の上型、24はその下型、25は上型をおさえる
ための上型おさえ、26は胴型、27は型ホルダー、28はヒ
ータ、29は下型をつき上げるつき上げ棒、30は該つき上
げ棒を作動するエアシリンダ、31は油回転ポンプ、32、
33、34はバルブ、35は不活性ガス流入パイプ、36はバル
ブ、37はリークパイプ、38はバルブ、39は温度センサ、
40は水冷パイプ、41は真空槽を支持る台を示す。
レンズを製作する工程を次に述べる。
まず、型の母材を所定の形状に加工し、レンズ成形面を
鏡面研磨する。次にスパッタリング法により比較材No.3
については、SiCの被膜を、また、本発明材No.4および
比較材No.5についてはWCの被膜を構成する。膜厚は0.5
〜1.5μｍとした。次にフリント系光学ガラス（SF14）
を所定の量に調整し、球状にしたガラス素材を型のキャ
ビテイー内に置き、これを装置内に設置する。
鏡面研磨する。次にスパッタリング法により比較材No.3
については、SiCの被膜を、また、本発明材No.4および
比較材No.5についてはWCの被膜を構成する。膜厚は0.5
〜1.5μｍとした。次にフリント系光学ガラス（SF14）
を所定の量に調整し、球状にしたガラス素材を型のキャ
ビテイー内に置き、これを装置内に設置する。
ガラス素材を投入した型を装置内に設置してから真空槽
21のフタ22を閉じ、水冷パイプ40に水を流し、ヒータ28
に電流を通す。この時窒素ガス用バルブ36及び38は閉
じ、排気系バルブ32、33、34も閉じている。尚油回転ポ
ンプ31は常に回転している。
21のフタ22を閉じ、水冷パイプ40に水を流し、ヒータ28
に電流を通す。この時窒素ガス用バルブ36及び38は閉
じ、排気系バルブ32、33、34も閉じている。尚油回転ポ
ンプ31は常に回転している。
バルブ32を開け排気をはじめ10-2Torr以下になったらバ
ルブ32を閉じ、バルブ36を開いて窒素ガスをボンベより
真空槽内に導入する。所定温度になったらエアシリンダ
30を作動させて10kg/cm2の圧力で５分間加圧する。圧力
を除去した後、冷却速度を−５℃/minで転位点以下にな
るまで冷却し、その後は−20℃/min以上の速度で冷却を
行ない、200℃以下に下がったらバルブ36を閉じ、リー
クバルブ33を開いて真空槽21内に空気を導入する。それ
からフタ22を開け上型おさえをはずして成形物を取り出
す。
ルブ32を閉じ、バルブ36を開いて窒素ガスをボンベより
真空槽内に導入する。所定温度になったらエアシリンダ
30を作動させて10kg/cm2の圧力で５分間加圧する。圧力
を除去した後、冷却速度を−５℃/minで転位点以下にな
るまで冷却し、その後は−20℃/min以上の速度で冷却を
行ない、200℃以下に下がったらバルブ36を閉じ、リー
クバルブ33を開いて真空槽21内に空気を導入する。それ
からフタ22を開け上型おさえをはずして成形物を取り出
す。
上記のようにして、フリント系光学硝子SF14（軟化点Sp
＝586℃、転位点Tg＝485℃）を使用して、第２図に示す
レンズ４を成形した。この時の成形条件すなわち時間−
温度関係図を第５図に示す。
＝586℃、転位点Tg＝485℃）を使用して、第２図に示す
レンズ４を成形した。この時の成形条件すなわち時間−
温度関係図を第５図に示す。
次に成形したレンズの表面粗サ及び成形前後での型の表
面粗サを測定した。その結果を表２に示す。
面粗サを測定した。その結果を表２に示す。
次に融着をおこないNo.1,4,5について同じ型を用いて10
0回の成形を行なった後表面粗サを測定した。その結果
を表３に示す。
0回の成形を行なった後表面粗サを測定した。その結果
を表３に示す。
［発明の効果］ 上述の表２、表３の結果から明らかなように本発明によ
る型材は硝子との離型性にすぐれ、くり返し使用しても
被膜を施さない比較材No1、２および３の型材に比較し
て、また、WCの被膜を施しても、母材が焼結SiCである
比較材No.5の型材に比較して表面の劣化が極めて少な
い。
る型材は硝子との離型性にすぐれ、くり返し使用しても
被膜を施さない比較材No1、２および３の型材に比較し
て、また、WCの被膜を施しても、母材が焼結SiCである
比較材No.5の型材に比較して表面の劣化が極めて少な
い。
第１図および第２図は本発明に係る光学素子成形用型の
一実施態様を示す断面図で、第１図はプレス成形前の状
態、第２図はプレス成形後の状態を示す。第３図は型母
材の成形面に炭化タングステン被膜と形成するのに使用
される装置の概略図、第４図は本発明に係る光学素子成
形用型を使用するレンズの成形装置を示す断面図、第５
図はレンズ成形の際の時間温度関係図である。 １……型の母材、２……被覆材 ３……ガラス素材、４……成形されたレンズ 11……蒸着装置の外壁、12……冷却水、 13……電極、14……アルゴンガス 15……型母材、16……基板ホルダ 17……炭化水素ガス、18……排気孔 19……タングステン、21……真空槽本体 22……フタ、23……上型 24……下型、25……上型おさえ 26……胴型、27……型ホルダー 28……ヒーター、29……つき上げ棒 30……エアシリンダ、31……油回転ポンプ 32,33,34……バルブ、35……流入パイプ 36……バルブ、37……流出パイプ 38……バルブ、39……温度センサ 40……水冷パイプ、41……台
一実施態様を示す断面図で、第１図はプレス成形前の状
態、第２図はプレス成形後の状態を示す。第３図は型母
材の成形面に炭化タングステン被膜と形成するのに使用
される装置の概略図、第４図は本発明に係る光学素子成
形用型を使用するレンズの成形装置を示す断面図、第５
図はレンズ成形の際の時間温度関係図である。 １……型の母材、２……被覆材 ３……ガラス素材、４……成形されたレンズ 11……蒸着装置の外壁、12……冷却水、 13……電極、14……アルゴンガス 15……型母材、16……基板ホルダ 17……炭化水素ガス、18……排気孔 19……タングステン、21……真空槽本体 22……フタ、23……上型 24……下型、25……上型おさえ 26……胴型、27……型ホルダー 28……ヒーター、29……つき上げ棒 30……エアシリンダ、31……油回転ポンプ 32,33,34……バルブ、35……流入パイプ 36……バルブ、37……流出パイプ 38……バルブ、39……温度センサ 40……水冷パイプ、41……台
Claims (1)
- 【請求項１】ガラスよりなる光学素子のプレス成形に使
用される型において、 前記型は、光学素子成形面が鏡面加工された主として炭
化タングステンからなる超硬合金の型母材と、該型母材
の前記光学素子成形面にスパッタリング法により炭化タ
ングステンを0.5〜1.5μｍの厚さに被膜してなる被覆材
とで構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 |
|---|---|---|---|
| JP61298283A JPH06102553B2 (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 光学素子成形用型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298283A JPH06102553B2 (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 光学素子成形用型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151631A JPS63151631A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH06102553B2 true JPH06102553B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=17857626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61298283A Expired - Lifetime JPH06102553B2 (ja) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | 光学素子成形用型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102553B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6086041A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学ガラスレンズの直接プレス成型用型材料 |
-
1986
- 1986-12-15 JP JP61298283A patent/JPH06102553B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63151631A (ja) | 1988-06-24 |
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