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

ガラスレンズ成形型

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JP2002003225A
JP2002003225A JP2000180047A JP2000180047A JP2002003225A JP 2002003225 A JP2002003225 A JP 2002003225A JP 2000180047 A JP2000180047 A JP 2000180047A JP 2000180047 A JP2000180047 A JP 2000180047A JP 2002003225 A JP2002003225 A JP 2002003225A
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glass lens
glass
mold
lens mold
molding
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Shoichi Saito
正一 斉藤
Katsuaki Yagioka
克明 八木岡
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Showa Denko Materials Co Ltd
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Hitachi Chemical Co Ltd
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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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2215/00Press-moulding glass
    • C03B2215/02Press-mould materials
    • C03B2215/03Press-mould materials defined by material properties or parameters, e.g. relative CTE of mould parts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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。
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