JPS60195026A - Material for direct press molding of optical glass part - Google Patents

Material for direct press molding of optical glass part

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JPS60195026A
JPS60195026A JP4952384A JP4952384A JPS60195026A JP S60195026 A JPS60195026 A JP S60195026A JP 4952384 A JP4952384 A JP 4952384A JP 4952384 A JP4952384 A JP 4952384A JP S60195026 A JPS60195026 A JP S60195026A
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JP
Japan
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glass
optical glass
molds
press molding
mold
Prior art date
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Pending
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JP4952384A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Torii
秀雄 鳥井
Masaki Aoki
正樹 青木
Sei Yuhaku
聖 祐伯
Hideyuki Okinaka
秀行 沖中
Hideto Monju
秀人 文字
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60195026A publication Critical patent/JPS60195026A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B11/00Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
    • C03B11/06Construction of plunger or mould
    • C03B11/08Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
    • C03B11/084Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/05Press-mould die materials
    • C03B2215/07Ceramic or cermets

Abstract

PURPOSE:To carry out direct press molding of optical glass lens having improved image forming quality, by using silicon carbide shown by alpha type SiC as a molding material. CONSTITUTION:A sintered rod of silicon carbide shown by alpha type SiC is processed to prepare a pair of molds for press molding, consisting of the upper mold 1 having the concave face 3 and the lower mold 2 having the concave face 4, which are set in a press machine. The massive glass 11 of optical glass is placed on the lower mold 2, heated, by the heater 6, a pair of the molds 1 and 2 are transferred by the piston cylinders 7 and 8 and the massive glass 11 is press molded. Since the molds 1 and 2 are molds made of silicon carbide shown by alpha type SiC as a material, no chemical reaction occurs at the contact face between the molds and glass, and glass after molding will not cause devitrification.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学ガラス部品、例えば、プリズムやレンズ
等の製造方法に関し、特にプレス成型後、磨き工程を必
要としない光学ガラス部品の直接プレス成型による製造
に用いることができるプレス成型用型材料に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for manufacturing optical glass parts, such as prisms and lenses, and in particular to a method for manufacturing optical glass parts by direct press molding, which does not require a polishing process after press molding. The present invention relates to a press molding mold material that can be used for manufacturing.

従来例の構成とその問題点 近年、光学ガラス部品、中でも光学ガラスレンズは、光
学機器のレンズ系の構成の簡略化とレンズ部分の軽量化
の両方を同時に達成し得る非球面化の傾向にある。この
非球面レンズの製造には、従来の光学レンズ製造方法で
ある研磨法では加工性及び量産化が困難であり、直接プ
レス成型法が有望視されている。
Conventional configurations and their problems In recent years, optical glass components, especially optical glass lenses, have been trending towards aspheric surfaces, which can simultaneously simplify the configuration of the lens system of optical equipment and reduce the weight of the lens part. . For manufacturing this aspherical lens, the polishing method, which is a conventional optical lens manufacturing method, is difficult to process and mass-produce, so direct press molding is seen as promising.

この直接プレス成型法というのは、あらかじめ所望の面
品質及び面精度に仕上げた非球面のモールド型の上で、
光学ガラスの塊状物を加熱、あるいはあらかじめ加熱し
た光学ガラスの塊状物をプレス成型して、プレス成型後
、それ以上の研磨とかの磨き工程などの後工程を必要と
せず光学レンズを製造する方法である。
This direct press molding method uses an aspherical mold that has been finished to the desired surface quality and precision in advance.
A method of manufacturing optical lenses by heating a lump of optical glass or press-molding a pre-heated lump of optical glass, without requiring post-processes such as further polishing or polishing after press-molding. be.

しかしながら、上述の光学ガラスレンズの製造方法は、
プレス成型後、得られたレンズの像形成品質が損なわれ
ない程度に優れていることが要求される。
However, the method for manufacturing the optical glass lens described above,
After press molding, the image forming quality of the obtained lens is required to be excellent to the extent that it is not impaired.

しだがって、型材料としては、高温度においてガラスに
対して化学作用が最小であること、型のガラスプレス面
にすり傷等の損傷を受けにくいこと、熱衝撃による耐破
壊性能の高いことなどが必要である。
Therefore, as a mold material, it must have minimal chemical action on glass at high temperatures, be resistant to damage such as scratches on the glass pressing surface of the mold, and have high resistance to destruction due to thermal shock. etc. are necessary.

この目的のために従来、シリコンカーバイトやシリコン
ナイトライドなどの材料が適しているとされておシ、い
ろいろな検討が加えられている。
Conventionally, materials such as silicon carbide and silicon nitride have been considered suitable for this purpose, and various studies have been conducted.

しかしながら、上述の目的に用いる型の拐料として最も
有望視されているシリコンカーバイトには、結晶構造的
に多くの多形が存在し、それぞれ化学的、物理的性質が
非常に異なり、中には、ガラス組成との反応が著しいも
のがあるという問題点があり、単に組成分析によって確
認できるStとCの化合物であるシリコンカーバイドと
いうだけでは型材料として適すると言いきれないという
問題点があった。
However, silicon carbide, which is considered the most promising material for use in the above-mentioned purpose, has many polymorphic crystal structures, each with very different chemical and physical properties. However, there is a problem in that some materials react significantly with the glass composition, and it cannot be said that silicon carbide, which is a compound of St and C that can be confirmed by compositional analysis, is suitable as a mold material. .

発明の目的 上記欠点に鑑み本発明は、光学ガラス部品、特に良好な
像形成品質を有する光学ガラスレンズの直接プレス成型
を可能とするプレス成型用の型材料を提供するものであ
る。
OBJECTS OF THE INVENTION In view of the above drawbacks, the present invention provides a mold material for press molding which allows direct press molding of optical glass parts, especially optical glass lenses having good image forming quality.

発明の構成 上記目的達成のため本発明の直接プレス成型用の型材料
はα形SiCと表示されるシリコンカーバイドであるこ
とを特徴とするものである。これを用いて通常の光学ガ
ラスの直接プレス成型を行なうことによシ、光学ガラス
部品、特に光学ガラスレンズの製造を容易となる。
Structure of the Invention In order to achieve the above object, the mold material for direct press molding of the present invention is characterized in that it is silicon carbide designated as α-type SiC. By performing direct press molding of ordinary optical glass using this, it becomes easy to manufacture optical glass parts, especially optical glass lenses.

実施例の説明 以下、本発明の実施例について説明する。Description of examples Examples of the present invention will be described below.

直径30咽で長さ50 mmの円柱状の第1表に示すよ
うなα形のシリコンカーバイド焼結1体の棒を各2本ず
つ準備し、第1図に示すような周囲に切り込みがある曲
率半径46岨の凹面3をもつ形状の上型1と、曲率半径
が200 mmの四面4をもつ形状の下型2の一対のプ
レス成型用の型の形状に加工した。
Prepare two cylindrical sintered α-shaped silicon carbide rods each having a diameter of 30 mm and a length of 50 mm as shown in Table 1, and have notches around them as shown in Figure 1. A pair of press molding molds were formed, including an upper mold 1 having a concave surface 3 with a radius of curvature of 46 mm and a lower mold 2 having a four-sided surface 4 with a radius of curvature of 200 mm.

これらの各一対のブロックのプレス成型面を超微細なダ
イヤモンド砥粒を用いて鏡面研磨し、表面の最大荒さが
0.02μm以下の精度に仕上げたこのように作製した
一対の型1,2を第2図に示すプレスマシンにセットし
て、水素を2%含むアルゴンガス雰囲気中で以下に示す
二種類の組成の光学ガラスの半径20mmの球形状の塊
状物11を器の中で一対の型1,2をとりつけて加熱で
きるようにヒーター5,6を配置したピストンシリンダ
ー7.8をもつ構造になっている。原料ガラス塊状物1
1を原料ガラス供給治具10ではさんで保持した状態で
ガラス予備加熱トンネル炉9を通過シテ、プレスマシン
内に入れ、原料ガラス塊状物11を下型2の上において
さらに加熱した後、ピストンシリンダー7.8によって
一対の型1゜2を動かしてガラス塊状物をプレスする。
The press-molded surfaces of each pair of blocks were polished to a mirror finish using ultra-fine diamond abrasive grains to an accuracy of 0.02 μm or less in maximum surface roughness. Set in the press machine shown in Fig. 2, in an argon gas atmosphere containing 2% hydrogen, spherical lumps 11 with a radius of 20 mm of optical glass having the following two types of compositions are placed in a pair of molds in a container. The structure has a piston cylinder 7.8 in which heaters 5 and 6 are arranged so that heaters 5 and 6 can be attached and heated. Raw glass lumps 1
1 is held between the raw material glass supply jig 10, passed through the glass preheating tunnel furnace 9, and put into the press machine. 7. Press a glass lump by moving a pair of molds 1°2 according to 8.

プレスを行なった後のガラス成型物はとシ出し口12よ
りとり出す。プレス検討した二種類の光学ガラスは、一
方がS iO2が68 wt% 、 B2O3が11w
t%。
The glass molded product after pressing is taken out from the atomizer outlet 12. The two types of optical glass examined in the press were one containing 68 wt% SiO2 and 11w B2O3.
t%.

NaOが10wt係、に2oが8 w t % および
残9が微量成分からなるホウケイ酸系光学ガラス、もう
一方が8102が31wt%、B2O3が17wt%。
The other is a borosilicate optical glass consisting of 10 wt% NaO, 8 wt% 2O, and trace components, and the other is 31 wt% 8102 and 17 wt% B2O3.

BaOが50wt%および残りが微量成分からなるホウ
ケイ酸バリウム系光学ガラスである。
This is a barium borosilicate optical glass consisting of 50 wt% BaO and the remainder as trace components.

ガラス塊状物のプレス成型は、型温度を800とシ出し
た。上記のホウケイ酸系ガラスに対するプレス成型の結
果を第2表に、また、上記のホウケイ酸バリウム系ガラ
スに対する結果を第3表に示しだ。
Press molding of the glass lump was performed at a mold temperature of 800°C. The press molding results for the above borosilicate glass are shown in Table 2, and the results for the above barium borosilicate glass are shown in Table 3.

比較のだめに、シリコンカーバイドのもう一つのタイプ
であるβ形SiCの型を作製し、第2図のプレスマシン
で本発明の型のかわりにセットして上述と同様の光学ガ
ラス塊状物を同様の条件でプレス成型を行なった。その
結果も第2表、第3表に示しだ。
For comparison purposes, a mold of β-type SiC, which is another type of silicon carbide, was prepared and set in the press machine shown in FIG. Press molding was carried out under the following conditions. The results are also shown in Tables 2 and 3.

このβ形シリコンカーバイドの型は、a形シリコンカー
バイド(表1−試料1)のプレス型形状に仕上げたもの
の、プレス成型時にガラス塊状物と接触する表面にCV
D法で厚み200μmの30の結晶構造、すなわちβ形
シリコンカー・バイトの膜を形成し、更にこの表面を超
微細なダイヤモンド砥粒を用いて、鏡面研磨して表面の
最大荒さが0.02μmまで仕上げたものである。
Although this β-type silicon carbide mold was finished in the press mold shape of A-type silicon carbide (Table 1 - Sample 1), CV
A film of 30 crystal structures, i.e., β-type silicon carbide, with a thickness of 200 μm is formed using the D method, and this surface is further mirror-polished using ultrafine diamond abrasive grains to a maximum surface roughness of 0.02 μm. It has been completed.

β形シリコンカーバイドの型はプレス成型でガラスと反
応をおこし、型材料として不適当であることがわかった
It was discovered that β-type silicon carbide molds reacted with glass during press molding, making them unsuitable as mold materials.

第2表、第3表かられかるように、本実施例のプレス型
は、化学組成がおなしで結晶構造的に大きく異なるβ形
シリコンカーバイドの型に比較して、著しく光学ガラス
のプレス成型性に優れていることがわかる。
As can be seen from Tables 2 and 3, the press mold of this example can significantly press mold optical glass compared to the β-type silicon carbide mold, which has the same chemical composition and has a significantly different crystal structure. It turns out that he has excellent sex.

第1表 以下余白 第2表 ホウケイ酸ガラスのプレス成型性ただし、○は
良好を示す。
Table 1 Margin Table 2 Press moldability of borosilicate glass However, ◯ indicates good.

以下余白 第3表 ホウケイ酸バリウムガラスのプレス成型性ただ
し、○は良好を示す。
Margin Table 3: Press moldability of barium borosilicate glass However, ◯ indicates good.

発明の効果 以上のように、本発明の光学ガラス部品の直接プレス成
型用の型は、a形SiCと表示されるシリコンカーバイ
ドを材料とする型であるので、光学ガラス部品用のガラ
ス塊をプレス成型した場合、型とガラづの接触面におい
て化学反応が起こらず、成型後のガラス面も失透せず、
かつ、成型の際のガラスと型のはがれ性も良いという優
れた効果が得られ、この材料を型に使用することによっ
て光学ガラス部品の製造において従来に比べて、著しく
量産性のある直接プレス成型法が可能となる。
Effects of the Invention As described above, the mold for direct press molding of optical glass parts of the present invention is a mold made of silicon carbide indicated as a-type SiC, so that it is possible to press a glass lump for optical glass parts. When molded, no chemical reaction occurs at the contact surface between the mold and the glass, and the glass surface does not devitrify after molding.
In addition, it has excellent properties such as good peelability between the glass and the mold during molding, and by using this material in the mold, direct press molding is significantly easier to mass produce than conventional methods for manufacturing optical glass parts. law becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例におけるプレス成型用の型を
示す斜視図、第2図は同プレスマシン要部切欠斜視図で
ある。 1・・・・・・上型、2・・・・・・下型、3・・・・
・・上型のプレス面、4・・・・・・下型のプレス面、
5・・・・・上型用ヒーター、6・・・・・・下型用ヒ
ーター、7・・・・・・上型用ピストンシリンダー、8
・・・・・・下型用ピストンシリンダー、9・・・・・
・ガラス予備加熱トンネル炉、10・・・・・・原料ガ
ラス供給治具、11・・・・・・原料ガラス塊状物、1
2・・・・・・成形物とり出し口。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図
FIG. 1 is a perspective view showing a press molding die according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cutaway perspective view of a main part of the press machine. 1...Top mold, 2...Bottom mold, 3...
...Press surface of upper die, 4...Press surface of lower die,
5... Heater for upper mold, 6... Heater for lower mold, 7... Piston cylinder for upper mold, 8
・・・・・・Piston cylinder for lower mold, 9・・・・・・
・Glass preheating tunnel furnace, 10...Raw material glass supply jig, 11...Raw material glass lumps, 1
2...Molded product outlet. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 1st
Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] プレス成型用の型がα形SiCと表示されるシリコンカ
ーバイトであることを特徴とする光学ガラス部品の直接
プレス成型用型材料。
A mold material for direct press molding of optical glass parts, characterized in that the mold for press molding is silicon carbide designated as α-type SiC.
JP4952384A 1984-03-14 1984-03-14 Material for direct press molding of optical glass part Pending JPS60195026A (en)

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