JPH06279034A - 成形用ガラス素材 - Google Patents
成形用ガラス素材Info
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- JPH06279034A JPH06279034A JP6551993A JP6551993A JPH06279034A JP H06279034 A JPH06279034 A JP H06279034A JP 6551993 A JP6551993 A JP 6551993A JP 6551993 A JP6551993 A JP 6551993A JP H06279034 A JPH06279034 A JP H06279034A
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- glass material
- press molding
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- molding
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 光学素子のプレス成形に用いるガラス素材と
して、ガラス母体表層部のリチウム分の濃度がガラス母
体より減少したプレス成形用ガラス素材を提供する。こ
のプレス成形用ガラス素材を得る手段として、ガラス素
材を酸水溶液に浸漬する方法又は減圧下で加熱する方法
がある。 【効果】 ガラス母体表層部のリチウム分の濃度がガラ
ス母体より減少したプレス成形用ガラス素材を用いるこ
とにより、プレス成形を行っても金型表面に付着物が堆
積したり、また逆に消耗して金型の表面粗さが悪化した
りする傾向が激減し、成形品の型ばなれ性が低下するこ
となく高い形状精度と良好な表面粗さを持ち表面欠陥
（クモリ、キラ等）の少ない光学ガラス素子を得ること
が可能となった。
して、ガラス母体表層部のリチウム分の濃度がガラス母
体より減少したプレス成形用ガラス素材を提供する。こ
のプレス成形用ガラス素材を得る手段として、ガラス素
材を酸水溶液に浸漬する方法又は減圧下で加熱する方法
がある。 【効果】 ガラス母体表層部のリチウム分の濃度がガラ
ス母体より減少したプレス成形用ガラス素材を用いるこ
とにより、プレス成形を行っても金型表面に付着物が堆
積したり、また逆に消耗して金型の表面粗さが悪化した
りする傾向が激減し、成形品の型ばなれ性が低下するこ
となく高い形状精度と良好な表面粗さを持ち表面欠陥
（クモリ、キラ等）の少ない光学ガラス素子を得ること
が可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として高精度な光学ガ
ラス素子（例えばレンズ、プリズム等）をリヒートプレ
ス成形する際に用いる成形用ガラス素材に関するもので
ある。
ラス素子（例えばレンズ、プリズム等）をリヒートプレ
ス成形する際に用いる成形用ガラス素材に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】近年、所定の表面精度を有する成形用型
内に光学素子成形用の素材、例えばある程度の形状及び
表面精度に予備成形されたガラスブランクを収容して加
熱下でプレス成形することにより、研削及び研磨等の後
工程を不要にした、高精度光学機能面を有する光学素子
を製造する方法が開発されている。
内に光学素子成形用の素材、例えばある程度の形状及び
表面精度に予備成形されたガラスブランクを収容して加
熱下でプレス成形することにより、研削及び研磨等の後
工程を不要にした、高精度光学機能面を有する光学素子
を製造する方法が開発されている。
【０００３】この様なプレス成形法では、成形用上型部
材と成形用下型部材とをそれぞれ成形用胴型部材内に摺
動可能に対面配置し、これら上型部材、下型部材及び胴
型部材により形成されるキャビティ内に成形用素材を導
入し、型部材の酸化防止のため雰囲気を非酸化性雰囲気
例えば窒素雰囲気として、成形可能温度例えば成形用素
材が１０8 〜１０12ポアズとなる温度まで型部材を加熱
し、型を閉じ適宜の時間プレスして型部材表面形状を成
形用素材表面に転写し、そして型部材温度を成形用素材
のガラス転移温度より十分に低い温度まで冷却し、プレ
ス圧力を除去し、型を開いて成形済光学素子を取出す。
材と成形用下型部材とをそれぞれ成形用胴型部材内に摺
動可能に対面配置し、これら上型部材、下型部材及び胴
型部材により形成されるキャビティ内に成形用素材を導
入し、型部材の酸化防止のため雰囲気を非酸化性雰囲気
例えば窒素雰囲気として、成形可能温度例えば成形用素
材が１０8 〜１０12ポアズとなる温度まで型部材を加熱
し、型を閉じ適宜の時間プレスして型部材表面形状を成
形用素材表面に転写し、そして型部材温度を成形用素材
のガラス転移温度より十分に低い温度まで冷却し、プレ
ス圧力を除去し、型を開いて成形済光学素子を取出す。
【０００４】尚、型部材内に導入する前に成形用素材を
適宜の温度まで予備加熱したり、あるいは成形用素材を
成形可能温度まで加熱してから型部材内に導入すること
もできる。更に、型部材とともに成形用素材を搬送しな
がら、それぞれ所定の場所で加熱、プレス及び冷却を行
ない、連続化及び高速化をはかることもできる。
適宜の温度まで予備加熱したり、あるいは成形用素材を
成形可能温度まで加熱してから型部材内に導入すること
もできる。更に、型部材とともに成形用素材を搬送しな
がら、それぞれ所定の場所で加熱、プレス及び冷却を行
ない、連続化及び高速化をはかることもできる。
【０００５】以上の様な光学素子プレス成形法及びその
装置は、例えば特開昭５８−８４１３４号公報、特開昭
４９−９７００９号公報、イギリス国特許第３７８１９
９号公報、特開昭６３−１１５２９号公報、特開昭５９
−１５０７２８号公報及び特開昭６１−２６５２８号公
報に開示されている。
装置は、例えば特開昭５８−８４１３４号公報、特開昭
４９−９７００９号公報、イギリス国特許第３７８１９
９号公報、特開昭６３−１１５２９号公報、特開昭５９
−１５０７２８号公報及び特開昭６１−２６５２８号公
報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、光学設計の
自由度を確保するためには、光学素子成形用素材の選択
の幅が広い方が望ましい。ところが、光学ガラスの中に
は、特願平３−０８０５９２、特願平３−３０９３２
５、特願平４−０４７２４２に開示される様なリチウム
分を含むものがある。
自由度を確保するためには、光学素子成形用素材の選択
の幅が広い方が望ましい。ところが、光学ガラスの中に
は、特願平３−０８０５９２、特願平３−３０９３２
５、特願平４−０４７２４２に開示される様なリチウム
分を含むものがある。
【０００７】しかしリチウム分を含む光学ガラス素子を
加熱すると、ガラス表面付近のリチウム分、もしくはそ
の反応生成物が金型表面に付着したり、また炭素系の材
料を金型に用いると金型と反応して金型を消耗する。こ
のため、プレス成形を行なうと金型表面に付着物が堆積
したり、また逆に金型を消耗して金型の表面粗さが悪化
して成形品の型ばなれ性が低下したり、高い形状精度と
良好な表面粗さを持ち、表面欠陥（クモリ、キラ等）の
少ない光学ガラス素子を得ることが難しかった。
加熱すると、ガラス表面付近のリチウム分、もしくはそ
の反応生成物が金型表面に付着したり、また炭素系の材
料を金型に用いると金型と反応して金型を消耗する。こ
のため、プレス成形を行なうと金型表面に付着物が堆積
したり、また逆に金型を消耗して金型の表面粗さが悪化
して成形品の型ばなれ性が低下したり、高い形状精度と
良好な表面粗さを持ち、表面欠陥（クモリ、キラ等）の
少ない光学ガラス素子を得ることが難しかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光学素
子のプレス成形に用いるガラス素材として、ガラス母体
表層部のリチウム分の濃度がガラス母体より減少したプ
レス成形用ガラス素材が提供される。
子のプレス成形に用いるガラス素材として、ガラス母体
表層部のリチウム分の濃度がガラス母体より減少したプ
レス成形用ガラス素材が提供される。
【０００９】本発明に従って、上記プレス成形用ガラス
素材を得るための手段としては、ガラス素材をある種の
溶液に浸漬するかもしくは減圧下で加熱する方法があ
る。
素材を得るための手段としては、ガラス素材をある種の
溶液に浸漬するかもしくは減圧下で加熱する方法があ
る。
【００１０】以下本発明をより詳細に説明する。
【００１１】まず、ガラス素材の浸漬であるが、リチウ
ム分を含有する光学ガラスを酸性溶液もしくは水中に浸
漬すると、ガラス表面からリチウムイオンＬｉ+ が液中
に溶け出し、代わりに液中の水素イオンがガラス中に拡
散して、陽イオンのイオン交換が起きる。これによりガ
ラス母体表層部のリチウム分の濃度がガラス母体より減
少したプレス成形用ガラス素材が提供される。
ム分を含有する光学ガラスを酸性溶液もしくは水中に浸
漬すると、ガラス表面からリチウムイオンＬｉ+ が液中
に溶け出し、代わりに液中の水素イオンがガラス中に拡
散して、陽イオンのイオン交換が起きる。これによりガ
ラス母体表層部のリチウム分の濃度がガラス母体より減
少したプレス成形用ガラス素材が提供される。
【００１２】また、ガラス素材を減圧下で加熱する方法
であるが、この場合はガラス表面のリチウム分もしくは
その反応生成物（たとえば、水酸化物、炭酸塩等）が揮
発する。これによりガラス母体表層部のリチウム分の濃
度がガラス母体より減少したプレス成形用ガラス素材が
提供される。
であるが、この場合はガラス表面のリチウム分もしくは
その反応生成物（たとえば、水酸化物、炭酸塩等）が揮
発する。これによりガラス母体表層部のリチウム分の濃
度がガラス母体より減少したプレス成形用ガラス素材が
提供される。
【００１３】このようにして得たプレス成形用ガラス素
材を用いて光学素子の成形を行なうと、ガラス表面付近
のリチウム分もしくはその反応生成物が金型表面に付着
したり、また炭素系材料の金型の場合、リチウム分に付
随した反応（たとえば酸化リチウムによる金型の酸化）
のために金型が消耗されるのが抑制される。
材を用いて光学素子の成形を行なうと、ガラス表面付近
のリチウム分もしくはその反応生成物が金型表面に付着
したり、また炭素系材料の金型の場合、リチウム分に付
随した反応（たとえば酸化リチウムによる金型の酸化）
のために金型が消耗されるのが抑制される。
【００１４】このため、プレス成形を行なっても、金型
表面に付着物が堆積したりまたは逆に金型を消耗して金
型の表面粗さが悪化する傾向が激減され、成形品の型ば
なれ性が低下せず、高い形状精度と良好な表面粗さを持
ち、外観良好、すなわち表面欠陥（クモリ、キラ等）の
少ない成形品を得ることが可能となった。
表面に付着物が堆積したりまたは逆に金型を消耗して金
型の表面粗さが悪化する傾向が激減され、成形品の型ば
なれ性が低下せず、高い形状精度と良好な表面粗さを持
ち、外観良好、すなわち表面欠陥（クモリ、キラ等）の
少ない成形品を得ることが可能となった。
【００１５】
【実施例】 ［実施例１］図１は本発明により得られたプレス成形用
ガラス素材の断面図を模式的に示し、１はガラス素材内
部（ガラス母体）、２はリチウム分の減少した表面層、
３はコバ部、４，５は光学的機能面である。図２は図１
のＡ−Ａ’断面での、表面層の深さ方向の元素濃度の２
次イオン質量分析法による分析例（本発明実施例１．試
料Ｎｏ．２）である。
ガラス素材の断面図を模式的に示し、１はガラス素材内
部（ガラス母体）、２はリチウム分の減少した表面層、
３はコバ部、４，５は光学的機能面である。図２は図１
のＡ−Ａ’断面での、表面層の深さ方向の元素濃度の２
次イオン質量分析法による分析例（本発明実施例１．試
料Ｎｏ．２）である。
【００１６】図３は本発明のガラス素材の、浸漬法によ
る製造方法の工程図である。まず、図３に示すリチウム
分を含有するガラス基体３０を浸漬処理用治具にセット
し、水洗槽（１）２０、水洗槽（２）２１で洗浄後、浸
漬処理槽２２で表１に示す各条件で浸漬処理してガラス
表面にリチウム分がガラス母体より減少した表面層２を
形成した。その後、水洗槽（３）２３。水洗槽（４）２
４で洗浄後、イソプロピルアルコールベーパー槽２５に
入れ、次いで引上げ、表面の溶剤を乾燥・除去した。
る製造方法の工程図である。まず、図３に示すリチウム
分を含有するガラス基体３０を浸漬処理用治具にセット
し、水洗槽（１）２０、水洗槽（２）２１で洗浄後、浸
漬処理槽２２で表１に示す各条件で浸漬処理してガラス
表面にリチウム分がガラス母体より減少した表面層２を
形成した。その後、水洗槽（３）２３。水洗槽（４）２
４で洗浄後、イソプロピルアルコールベーパー槽２５に
入れ、次いで引上げ、表面の溶剤を乾燥・除去した。
【００１７】次に、成形試験を行なった。リチウム分を
含有するＳＫ１２相当の光学特性をもつガラス（特願平
３−０８０５９２記載の表１の実施例１）を直径１０ｍ
ｍ、第１面の曲率半径１５ｍｍ、第２面の曲率半径３２
ｍｍの両凸レンズに研磨した後、本発明のプレス成形用
ガラス素材の製造方法に従って浸漬処理を施した。こう
して得られたガラス素材を非球面金型によりプレス成形
を行なった。
含有するＳＫ１２相当の光学特性をもつガラス（特願平
３−０８０５９２記載の表１の実施例１）を直径１０ｍ
ｍ、第１面の曲率半径１５ｍｍ、第２面の曲率半径３２
ｍｍの両凸レンズに研磨した後、本発明のプレス成形用
ガラス素材の製造方法に従って浸漬処理を施した。こう
して得られたガラス素材を非球面金型によりプレス成形
を行なった。
【００１８】以上の成形結果を浸漬処理条件とともに表
１に示した。
１に示した。
【００１９】
【表１】 表１から明らかなように、本発明の成形用ガラス素材を
用いてプレス成形すると、比較例１の未処理品に比べて
リチウムや酸化リチウム等のリチウム分による型表面汚
れあるいは反応を十分防止できるため、金型表面に付着
物が堆積したりまた逆に金型を消耗して金型の表面粗さ
が悪化したりする傾向が激減され、成形品の型ばなれ姓
が低下せず高い形状精度で良好な表面粗さを持ち外観良
好な、すなわち表面欠陥（クモリ、キラ等）の少ない成
形品が得られた。
用いてプレス成形すると、比較例１の未処理品に比べて
リチウムや酸化リチウム等のリチウム分による型表面汚
れあるいは反応を十分防止できるため、金型表面に付着
物が堆積したりまた逆に金型を消耗して金型の表面粗さ
が悪化したりする傾向が激減され、成形品の型ばなれ姓
が低下せず高い形状精度で良好な表面粗さを持ち外観良
好な、すなわち表面欠陥（クモリ、キラ等）の少ない成
形品が得られた。
【００２０】しかし、浸漬処理による表層部の厚みが１
００ｎｍをこえると成形品表層部に亀裂が発生して好ま
しくないことがわかった。また１ｎｍ未満はリチウム分
による型表面汚れあるいは反応を十分防止できず成形品
外観は不良となった。 ［実施例２］図４は本発明のガラス素材の、減圧下加熱
による製造方法の工程図である。まず図４に示す、リチ
ウム分を含有するＬａＫ１２類似の光学特性をもつガラ
ス基体３０（特願平３−３０９３２５記載の表１の実施
例１）を洗浄治具にセットし、水洗槽（１）４０、水洗
槽（２）４１で洗浄後、ＩＰＡベーパー槽４２に入れ次
いで引上げ、表面の溶剤を乾燥・除去した。
００ｎｍをこえると成形品表層部に亀裂が発生して好ま
しくないことがわかった。また１ｎｍ未満はリチウム分
による型表面汚れあるいは反応を十分防止できず成形品
外観は不良となった。 ［実施例２］図４は本発明のガラス素材の、減圧下加熱
による製造方法の工程図である。まず図４に示す、リチ
ウム分を含有するＬａＫ１２類似の光学特性をもつガラ
ス基体３０（特願平３−３０９３２５記載の表１の実施
例１）を洗浄治具にセットし、水洗槽（１）４０、水洗
槽（２）４１で洗浄後、ＩＰＡベーパー槽４２に入れ次
いで引上げ、表面の溶剤を乾燥・除去した。
【００２１】次に、洗浄済のガラス基体を減圧下加熱処
理用治具にセットし、表２に示す条件に従って処理を施
した。
理用治具にセットし、表２に示す条件に従って処理を施
した。
【００２２】次に、実施例１と同様にして成形試験を行
なった。成形結果を減圧下加熱処理条件とともに表２に
示す。
なった。成形結果を減圧下加熱処理条件とともに表２に
示す。
【００２３】
【表２】 表２から明らかなように、比較例２の未処理の場合は成
形品外観は不良だったが、減圧下加熱処理した成形用ガ
ラス素材をプレスした場合は未処理品に比べて金型表面
のくもりや消耗が抑制された結果、高い形状精度と良好
な表面粗さを持つ外観良好な成形品が得られた。
形品外観は不良だったが、減圧下加熱処理した成形用ガ
ラス素材をプレスした場合は未処理品に比べて金型表面
のくもりや消耗が抑制された結果、高い形状精度と良好
な表面粗さを持つ外観良好な成形品が得られた。
【００２４】なお、実施例１，２で用いたプレス成形用
ガラス素材の形状は球面レンズ形状であったが、これは
ボール状でも、また重量バラツキと形状バラツキを極力
おさえるようにして溶融流下して作製したゴブでも差し
支えない。
ガラス素材の形状は球面レンズ形状であったが、これは
ボール状でも、また重量バラツキと形状バラツキを極力
おさえるようにして溶融流下して作製したゴブでも差し
支えない。
【００２５】また、本発明の処理を実施するに当り、ガ
ラス素材の光学特性については何ら制限はない。
ラス素材の光学特性については何ら制限はない。
【００２６】また、浸漬液の種類や処理条件は実施例記
載のものに限らず、たとえば各種無機酸、有機酸、緩衝
液、温純水等のうちから、処理するガラス材に応じて最
適なものを選べば良い。
載のものに限らず、たとえば各種無機酸、有機酸、緩衝
液、温純水等のうちから、処理するガラス材に応じて最
適なものを選べば良い。
【００２７】また、減圧下加熱処理の処理条件について
も実施例記載のものに限らず処理ガラス材により最適な
条件で行なえば良い。
も実施例記載のものに限らず処理ガラス材により最適な
条件で行なえば良い。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、ガラス母体表層部
のリチウム分の濃度がガラス母体より減少したプレス成
形用ガラス素材を用いることにより、プレス成形を行な
っても金型表面に付着物が堆積したり、また逆に消耗し
て金型の表面粗さが悪化したりする傾向が激減され、成
形品の型ばなれ性が低下することなく高い形状精度と良
好な表面粗さを持ち表面欠陥（クモリ、キラ等）の少な
い光学ガラス素子を得ることが可能となった。
のリチウム分の濃度がガラス母体より減少したプレス成
形用ガラス素材を用いることにより、プレス成形を行な
っても金型表面に付着物が堆積したり、また逆に消耗し
て金型の表面粗さが悪化したりする傾向が激減され、成
形品の型ばなれ性が低下することなく高い形状精度と良
好な表面粗さを持ち表面欠陥（クモリ、キラ等）の少な
い光学ガラス素子を得ることが可能となった。
【図１】本発明を実施したプレス成形用ガラス素材を説
明する模式的断面図である。
明する模式的断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面での、表面層の深さ方向の
元素温度の分析例を説明するグラフである。
元素温度の分析例を説明するグラフである。
【図３】本発明のガラス素材の、浸漬法による製造工程
を説明する工程図である。
を説明する工程図である。
【図４】本発明のガラス素材の、減圧下加熱処理による
製造工程を説明する工程図である。
製造工程を説明する工程図である。
１ ガラス素材内部（ガラス母体） ２ リチウムの減少した表面層 ３ コバ部 ４，５ 光学的機能面 ２０，２１，２３，２４，４０，４１ 水洗槽 ２２ 浸漬処理槽 ２５，４２ ベーパー槽 ３０ ガラス基体 ４３ 減圧下加熱処理工程
Claims (3)
- 【請求項１】 光学素子のプレス成形に用いるガラス素
材についてリチウム分の濃度がガラス母体より減少した
表層部を設けたことを特徴とするプレス成形用ガラス素
材。 - 【請求項２】 表層部の厚みが１〜１００ｎｍであるこ
とを特徴とする請求項１記載のプレス成形用ガラス素
材。 - 【請求項３】 リチウム分の濃度が３重量％以下である
表層部を有することを特徴とする請求項１記載のプレス
成形用ガラス素材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6551993A JPH06279034A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 成形用ガラス素材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6551993A JPH06279034A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 成形用ガラス素材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279034A true JPH06279034A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13289362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6551993A Pending JPH06279034A (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 成形用ガラス素材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06279034A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1131847C (zh) * | 1996-02-16 | 2003-12-24 | 佳能株式会社 | 光学元件成型模具及其制作方法 |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP6551993A patent/JPH06279034A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1131847C (zh) * | 1996-02-16 | 2003-12-24 | 佳能株式会社 | 光学元件成型模具及其制作方法 |
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