JP2003048723A - プレス成形方法及びプレス成形装置 - Google Patents
プレス成形方法及びプレス成形装置Info
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- 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
-
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- C03B2215/32—Intermediate layers, e.g. graded zone of base/top material of metallic or silicon material
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】特定のガラス素材をプレス成形する場合でも、
型の寿命を延長させることが出来るプレス成形装置及び
プレス成形装置を提供する。 【解決手段】成形面の表面層に金を主成分とする材料を
膜状に形成した成形型を用いて、Ｔｅ（テルル）を１０
ｍｏｌ％以上含有するガラス素材をプレス成形すること
で、Ｔｅと反応しにくい金の特性を利用することによ
り、従来のごとく白金を用いたプレス成形に比べ、成形
型の寿命を大幅に延長出来る。
型の寿命を延長させることが出来るプレス成形装置及び
プレス成形装置を提供する。 【解決手段】成形面の表面層に金を主成分とする材料を
膜状に形成した成形型を用いて、Ｔｅ（テルル）を１０
ｍｏｌ％以上含有するガラス素材をプレス成形すること
で、Ｔｅと反応しにくい金の特性を利用することによ
り、従来のごとく白金を用いたプレス成形に比べ、成形
型の寿命を大幅に延長出来る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｔｅ（テルル）を
１０ｍｏｌ％以上含有するガラスをプレスして、レン
ズ、プリズム等の光学素子の成形をおこなうのに適した
プレス成形方法及びプレス成形装置に関するものであ
る。
１０ｍｏｌ％以上含有するガラスをプレスして、レン
ズ、プリズム等の光学素子の成形をおこなうのに適した
プレス成形方法及びプレス成形装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】レンズやプリズム等の光学素子を製作す
る方法として、加熱軟化したガラスを型でプレス成形す
る方法がある。このようなプレス成形おいて成形型は、
高温下でプレスをおこなうための耐熱性や、ガラスとの
融着を防止する離型性や、光学素子を成形する場合は鏡
面性などが要求される。
る方法として、加熱軟化したガラスを型でプレス成形す
る方法がある。このようなプレス成形おいて成形型は、
高温下でプレスをおこなうための耐熱性や、ガラスとの
融着を防止する離型性や、光学素子を成形する場合は鏡
面性などが要求される。
【０００３】そのため、成形型の母材である超硬に、Ｐ
ｔなどの貴金属系の保護コートをしたものや、ＳｉＣ、
Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などのセラミックからなる成形
型を使って、成形する方法がおこなわれている。
ｔなどの貴金属系の保護コートをしたものや、ＳｉＣ、
Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３などのセラミックからなる成形
型を使って、成形する方法がおこなわれている。
【０００４】更に、型の寿命をのばすために、プレスす
るガラスの種類によって、最適な型材料を選択すること
も、又必要となる。ここで、従来、Ｔｅ（テルル）を１
０ｍｏｌ％以上含有するガラスを成形する場合は、超硬
の母材の成形面にＰｔを主成分とするコーティングを施
した成形型が使われていた。
るガラスの種類によって、最適な型材料を選択すること
も、又必要となる。ここで、従来、Ｔｅ（テルル）を１
０ｍｏｌ％以上含有するガラスを成形する場合は、超硬
の母材の成形面にＰｔを主成分とするコーティングを施
した成形型が使われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｔｅ
（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガラスをプレス
成形する場合、Ｐｔを主成分とするコーティングが施さ
れた型を用いると、成形を繰り返すうちにガラスとＰｔ
が反応するという現象が生じる。その結果、高温下で繰
り返しプレスをおこなうと、徐々にガラスと接する型の
表面が荒れてきたり、ガラスが型表面に付着して、最終
的には型が成形に使えなくなってしまい、早期に型を取
り替えなければならないという問題が生じる。
（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガラスをプレス
成形する場合、Ｐｔを主成分とするコーティングが施さ
れた型を用いると、成形を繰り返すうちにガラスとＰｔ
が反応するという現象が生じる。その結果、高温下で繰
り返しプレスをおこなうと、徐々にガラスと接する型の
表面が荒れてきたり、ガラスが型表面に付着して、最終
的には型が成形に使えなくなってしまい、早期に型を取
り替えなければならないという問題が生じる。
【０００６】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであり、特定のガラス素材をプレス成形
する場合でも、型の寿命を延長させることが出来るプレ
ス成形装置及びプレス成形装置を提供することを目的と
する。
てなされたものであり、特定のガラス素材をプレス成形
する場合でも、型の寿命を延長させることが出来るプレ
ス成形装置及びプレス成形装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のプレス
成形方法は、成形面の表面層に金を主成分とする材料を
膜状に形成した成形型を用いて、Ｔｅ（テルル）を１０
ｍｏｌ％以上含有するガラス素材をプレス成形すること
を特徴とする。即ち、本発明者らは、Ｔｅと反応しにく
い金の特性に着目し、これを利用することで、従来のご
とく白金を用いたプレス成形に比べ、成形型の寿命を大
幅に延長出来ることを見い出したのである。
成形方法は、成形面の表面層に金を主成分とする材料を
膜状に形成した成形型を用いて、Ｔｅ（テルル）を１０
ｍｏｌ％以上含有するガラス素材をプレス成形すること
を特徴とする。即ち、本発明者らは、Ｔｅと反応しにく
い金の特性に着目し、これを利用することで、従来のご
とく白金を用いたプレス成形に比べ、成形型の寿命を大
幅に延長出来ることを見い出したのである。
【０００８】請求項２に記載のプレス成形方法におい
て、前記表面層は、金の含有量が６０〜１００ｗｔ％で
あると、Ｔｅ（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガ
ラス素材をプレス成形する場合における、成形型の損傷
をより効果的に抑制できる。
て、前記表面層は、金の含有量が６０〜１００ｗｔ％で
あると、Ｔｅ（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガ
ラス素材をプレス成形する場合における、成形型の損傷
をより効果的に抑制できる。
【０００９】請求項３に記載のプレス成形方法におい
て、前記表面層は、金の含有量が９９〜１００ｗｔ％で
あると、Ｔｅ（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガ
ラス素材をプレス成形する場合における、成形型の損傷
をより効果的に抑制できる。
て、前記表面層は、金の含有量が９９〜１００ｗｔ％で
あると、Ｔｅ（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガ
ラス素材をプレス成形する場合における、成形型の損傷
をより効果的に抑制できる。
【００１０】請求項４に記載のプレス成形方法におい
て、前記表面層の膜厚が、０．０３〜１μｍであると、
高精度な成形を行え且つ型の損傷を抑制できる。
て、前記表面層の膜厚が、０．０３〜１μｍであると、
高精度な成形を行え且つ型の損傷を抑制できる。
【００１１】請求項５に記載のプレス成形方法におい
て、前記成形型の母材が、ＷＣ（タングステン・カーバ
イト）を主成分とする超硬であると、耐熱性が高くプレ
ス成形に用いるのに好ましい。
て、前記成形型の母材が、ＷＣ（タングステン・カーバ
イト）を主成分とする超硬であると、耐熱性が高くプレ
ス成形に用いるのに好ましい。
【００１２】請求項６に記載のプレス成型方法におい
て、前記成形型の母材が、セラミックスであると、耐熱
性が高くプレス成形に用いるのに好ましい。
て、前記成形型の母材が、セラミックスであると、耐熱
性が高くプレス成形に用いるのに好ましい。
【００１３】請求項７に記載のプレス成形方法におい
て、前記セラミックスが、ＳｉＣ、ＣＶＤ−ＳｉＣ、Ａ
ｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４を主成分とすると好ましい。
て、前記セラミックスが、ＳｉＣ、ＣＶＤ−ＳｉＣ、Ａ
ｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４を主成分とすると好ましい。
【００１４】請求項８に記載のプレス成形方法におい
て、前記成形型において母材と表面層の間に、クロム
（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、白
金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、
チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、ハフニ
ウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、
オスミウム（Ｏｓ）のうち少なくとも１種類からなる中
間層を設けると、表面層の密着性を高めることができる
の好ましい。
て、前記成形型において母材と表面層の間に、クロム
（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）、白
金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、
チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒ
ｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、ハフニ
ウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、レニウム（Ｒｅ）、
オスミウム（Ｏｓ）のうち少なくとも１種類からなる中
間層を設けると、表面層の密着性を高めることができる
の好ましい。
【００１５】請求項９に記載のプレス成形装置は、上述
した本発明のプレス成形方法に用いる成形型を備えてな
るので、かかる成形型の寿命を大幅に延長することが出
来る。
した本発明のプレス成形方法に用いる成形型を備えてな
るので、かかる成形型の寿命を大幅に延長することが出
来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態にか
かるプレス成形装置の断面図である。このプレス成形装
置は、レンズ等の光学素子を成形するためのもので、上
下成形型１，２と、上下成形型１，２の周囲に配置され
て、上下成形型１，２が摺動自在に嵌合する胴型３と、
上成形型１を保持する上型固定部材４と、下成形型２を
保持する下型固定部材５と、上成形型１の上端に当接す
るスペーサ８と、下成形型２の下端に当接するスペーサ
９とから構成されている。
施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態にか
かるプレス成形装置の断面図である。このプレス成形装
置は、レンズ等の光学素子を成形するためのもので、上
下成形型１，２と、上下成形型１，２の周囲に配置され
て、上下成形型１，２が摺動自在に嵌合する胴型３と、
上成形型１を保持する上型固定部材４と、下成形型２を
保持する下型固定部材５と、上成形型１の上端に当接す
るスペーサ８と、下成形型２の下端に当接するスペーサ
９とから構成されている。
【００１７】（実施例）上下成形型１，２の対向する面
が、ガラス素材（プリフォーム）をプレス成形する成形
面になっている。型の材料は超硬であるがセラミックで
も良い。上下成形型１，２の成形面は、ガラス素材をプ
レスする面をダイヤモンド砥石で研削し、設計形状に対
して、ＰＶ値で０．１μｍ以下の精度で、光学面として
仕上げている。また、表面粗さはＲａで０．０１μｍ以
下である。
が、ガラス素材（プリフォーム）をプレス成形する成形
面になっている。型の材料は超硬であるがセラミックで
も良い。上下成形型１，２の成形面は、ガラス素材をプ
レスする面をダイヤモンド砥石で研削し、設計形状に対
して、ＰＶ値で０．１μｍ以下の精度で、光学面として
仕上げている。また、表面粗さはＲａで０．０１μｍ以
下である。
【００１８】図１では誇張して描いているが、この成形
面に、膜の密着性を向上させるために、中間層１ａ、２
ａとしてクロムを０．０５μｍ成膜し、さらにガラスと
接触する表面層１ｂ、２ｂとして金を０．３μｍ成膜し
ている。成膜は蒸着によりおこない、膜の密着性を向上
させるために、型は２００℃に加熱した。成膜後の形状
精度はＰＶ値で０．１μｍ以下、表面粗さはＲａで０．
０１μｍ以下であり、光学素子を成形しても問題のない
状態だった。本実施例では、蒸着により金薄膜を形成し
たが、スパッタ法などで成膜してもよい。
面に、膜の密着性を向上させるために、中間層１ａ、２
ａとしてクロムを０．０５μｍ成膜し、さらにガラスと
接触する表面層１ｂ、２ｂとして金を０．３μｍ成膜し
ている。成膜は蒸着によりおこない、膜の密着性を向上
させるために、型は２００℃に加熱した。成膜後の形状
精度はＰＶ値で０．１μｍ以下、表面粗さはＲａで０．
０１μｍ以下であり、光学素子を成形しても問題のない
状態だった。本実施例では、蒸着により金薄膜を形成し
たが、スパッタ法などで成膜してもよい。
【００１９】次に、このようにして製作した成形型１，
２を組み込んだプレス成形装置を用いて、実際にＴｅ
（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガラス光学素子
を成形した。尚、成形すべきガラスは、ＴｅＯ２、Ｂ２
Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３を主構成成分としている。
２を組み込んだプレス成形装置を用いて、実際にＴｅ
（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有するガラス光学素子
を成形した。尚、成形すべきガラスは、ＴｅＯ２、Ｂ２
Ｏ３およびＡｌ２Ｏ３を主構成成分としている。
【００２０】図１において、かかるガラスの球状プリフ
ォームが下成形型２上に載置されている。プリフォーム
の数ミリ上に上成形型１が対向配置され、上下成形型
１，２を案内する胴型３の周囲に配置された高周波加熱
コイル７によって、胴型３が高周波加熱され、その熱が
上下成形型１，２に伝導してプリフォームが加熱され
る。この時の加熱温度は３８０℃である。加熱開始から
所定時間経過してプリフォームが軟化した時点でプレス
速度０．１ｍｍ／秒、圧力５００Ｎ、保持時間３０秒で
プレスを行った。その後、３００℃まで徐冷し、３００
℃〜２００℃まで徐冷の２倍の勾配で冷却した後、型か
ら取り出した。
ォームが下成形型２上に載置されている。プリフォーム
の数ミリ上に上成形型１が対向配置され、上下成形型
１，２を案内する胴型３の周囲に配置された高周波加熱
コイル７によって、胴型３が高周波加熱され、その熱が
上下成形型１，２に伝導してプリフォームが加熱され
る。この時の加熱温度は３８０℃である。加熱開始から
所定時間経過してプリフォームが軟化した時点でプレス
速度０．１ｍｍ／秒、圧力５００Ｎ、保持時間３０秒で
プレスを行った。その後、３００℃まで徐冷し、３００
℃〜２００℃まで徐冷の２倍の勾配で冷却した後、型か
ら取り出した。
【００２１】Ｔｅ（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有す
るガラスは、線膨張係数が約１４０×１０−６と大き
く、通常の光学ガラスの２倍近いので、冷却時に割れが
起きやすい。よって、徐冷には、十分時間をかける必要
がある。
るガラスは、線膨張係数が約１４０×１０−６と大き
く、通常の光学ガラスの２倍近いので、冷却時に割れが
起きやすい。よって、徐冷には、十分時間をかける必要
がある。
【００２２】このようにして、成形を繰り返しおこなっ
たが、５０００ショット成形して、型表面の劣化は生じ
なかった。また、ガラスと型との融着はわずかにあった
が、数〜１０数μｍ程度の非常に小さなもので、レンズ
性能に影響をおよぼすものではなかった。
たが、５０００ショット成形して、型表面の劣化は生じ
なかった。また、ガラスと型との融着はわずかにあった
が、数〜１０数μｍ程度の非常に小さなもので、レンズ
性能に影響をおよぼすものではなかった。
【００２３】Ｔｅ（テルル）を１０ｍｏｌ％以上含有す
るガラスの主構成成分としては、上述のＴｅＯ２−Ｂ２
Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系に限らず、ＴｅＯ２−Ｎｂ２Ｏ
５系、ＴｅＯ２−ＧｅＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＴｅＯ２−Ｂ
ａＯ−Ｐ２Ｏ５系、ＴｅＯ２−ＧｅＯ２−ＢａＯ−Ｐ２
Ｏ５系でも、型表面の劣化やガラスと型との融着はほと
んど生じなかった。
るガラスの主構成成分としては、上述のＴｅＯ２−Ｂ２
Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系に限らず、ＴｅＯ２−Ｎｂ２Ｏ
５系、ＴｅＯ２−ＧｅＯ２−Ｂ２Ｏ３系、ＴｅＯ２−Ｂ
ａＯ−Ｐ２Ｏ５系、ＴｅＯ２−ＧｅＯ２−ＢａＯ−Ｐ２
Ｏ５系でも、型表面の劣化やガラスと型との融着はほと
んど生じなかった。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、成形型の
表面に金コーティングを施すことで、Ｔｅ（テルル）を
１０ｍｏｌ％以上含有するガラスのプレス成形におい
て、型表面の劣化がなく、ガラスと型との融着もほとん
ど抑制できる。よって、表面状態の良好な光学素子が得
られる。
表面に金コーティングを施すことで、Ｔｅ（テルル）を
１０ｍｏｌ％以上含有するガラスのプレス成形におい
て、型表面の劣化がなく、ガラスと型との融着もほとん
ど抑制できる。よって、表面状態の良好な光学素子が得
られる。
【図１】本発明の実施の形態にかかるプレス成形装置の
断面図である。
断面図である。
１ 上成形型
２ 下成形型
３ 胴型
４ 上型固定部材
５ 下型固定部材
６ ガラス素材
７ 高周波加熱コイル
Claims (9)
- 【請求項１】 成形面の表面層に金を主成分とする材料
を膜状に形成した成形型を用いて、Ｔｅを１０ｍｏｌ％
以上含有するガラス素材をプレス成形することを特徴と
するプレス成形方法。 - 【請求項２】 前記表面層は、金の含有量が６０〜１０
０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載のプレ
ス成形方法。 - 【請求項３】 前記表面層は、金の含有量が９９〜１０
０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１に記載のプレ
ス成形方法。 - 【請求項４】 前記表面層の膜厚が、０．０３〜１μｍ
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
のプレス成形方法。 - 【請求項５】 前記成形型の母材が、ＷＣを主成分とす
る超硬であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
に記載のプレス成形方法。 - 【請求項６】 前記成形型の母材が、セラミックスであ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプ
レス成形方法。 - 【請求項７】 前記セラミックスが、ＳｉＣ、ＣＶＤ−
ＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４を主成分とすることを
特徴とする請求項６に記載のプレス成形方法。 - 【請求項８】 前記成形型において母材と表面層の間
に、クロム、タングステン、コバルト、白金、イリジウ
ム、ニッケル、チタン、モリブデン、ルテニウム、ロジ
ウム、パラジウム、ハフニウム、タンタル、レニウム、
オスミウムのうち少なくとも１種類からなる中間層を設
けることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の
プレス成形方法。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかに記載のプレス
成形方法に用いる成形型を備えたことを特徴とするプレ
ス成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001237659A JP2003048723A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | プレス成形方法及びプレス成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001237659A JP2003048723A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | プレス成形方法及びプレス成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003048723A true JP2003048723A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19068700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001237659A Pending JP2003048723A (ja) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | プレス成形方法及びプレス成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003048723A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006129618A1 (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Asahi Glass Company, Limited | 光学ガラス素子製造方法 |
| WO2008126645A1 (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001237659A patent/JP2003048723A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006129618A1 (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Asahi Glass Company, Limited | 光学ガラス素子製造方法 |
| US7666332B2 (en) | 2005-05-30 | 2010-02-23 | Asahi Glass Company, Limited | Process for producing optical glass element |
| US8206518B2 (en) | 2005-06-24 | 2012-06-26 | Toshiba Kakai Kabushiki Kaisha | Die for press forming of glass and manufacturing method thereof |
| WO2008126645A1 (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-23 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | ガラス成形用金型及びその製造方法 |
| US7966845B2 (en) | 2007-04-10 | 2011-06-28 | Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha | Glass-shaping mold and method for manufacturing the same |
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