成形用模具的再生方法及光学元件的制造方法技术

提供一种不对成形用模具母材表面提供损伤，就能可靠除去成形用模具成形面的碳系列膜，且能抑制成本和时间的再生方法，以及提供使用利用该再生方法再生的成形用模具的玻璃光学元件的制造方法。包含从在成形面上具有碳系列膜的成形用模具中除去所述膜的成形用模具的再生方法。利用由氢系列气体的等离子体所产生的蚀刻或ＵＶ臭氧处理来执行所述膜的除去。一种玻璃光学元件的制造方法，包含利用在成形面上具有碳系列膜的成形模具，对加热软化后的玻璃材料进行压制成形。所述成形模具，利用由氢系列气体的等离子体所产生的蚀刻或ＵＶ臭氧处理来除去在成形面上具有碳系列膜的成形模具的所述膜，接下来，通过在除去了膜的成形面上成膜碳系列膜而进行再生。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Method for regenerating mold and method for manufacturing optical element

It provides a mold base material surface for damage, can reliably remove carbon forming series of membrane surface mold, and can inhibit the regeneration method of cost and time, and use the forming methods of recycling of glass optical element mold manufacturing method. Method for regenerating a mold formed from a mold in which a carbon series film is formed on a forming surface. Removal of the membrane is performed by etching or UV ozone treatment produced by a plasma of a hydrogen series gas. The invention relates to a method for manufacturing a glass optical element, which comprises the use of a forming mold with a carbon series film on a forming surface to suppress the heating of softened glass material. The mold is produced by using hydrogen plasma etching or UV series of gas ozone treatment to remove the mold of the film, has a series of carbon film in forming on the surface of the next, in the film by removing carbon film forming surface and regeneration.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对于用于将玻璃材料压制成形，从而制造透镜、棱镜等玻璃光学元件而使用的光学元件成形用模具，适于在其成形面上的某个膜老化的情况下，将其除去、进行再生的成形用模具的再生方法，以及使用利用该方法所再生的成形用模具的玻璃光学元件的制造方法。
技术介绍
在玻璃光学元件的压制成形用成形模具中，我们知道在其成形面上设置碳系列膜作为脱型膜(日文離型膜)。该脱型膜，在压制时，在高温下，在玻璃紧贴在成形面上时，防止热粘砂，维持被精密加工的成形面的镜面，还有，在高温下使玻璃伸展时，在确保成形面和玻璃间的滑动制作上，极其有用。特别是，碳质的脱型膜便宜，在上述性能点上也很优良。但是，如果执行多次的压制成形，该脱型膜部分地剥离或消失等，有损耗，没有发挥充分的功能。尽管如此，如果持续压制，玻璃会热粘着在成形面上，模具的母材与玻璃起反应，损伤模具。模具，尽管使用了对特殊材料的模具母材进行精密加工，形成成形面的高价材料，但是如果产生了上述损伤则模具就已经不能使用了。因此，为了要随时确认脱型膜的性能，修复其老化状态，必须在脱型膜形成后执行所谓的再生操作，即，每执行规定次数的压制就将其除去，再次成膜。由此，通常，可以将表面精度高的光学元件压制成形，同时，能够延长模具母材的寿命。以往，作为光学元件成形用模具的再生方法，在特开平2-38330号公报(专利文献1)中记载了一种成形模具的再生方法在利用氧等离子体(palsma)抛光除去成形面上的具有硬质碳系列膜的玻璃成形用模具的上述硬质碳系列膜后，利用氟化氢或是其盐的水溶液在成形模具的成形面上进行洗净处理。在特开平6-345447号公报(专利文献2)中，记载了一种成形模具的再生方法在利用氟类气体或氟类气体与氧的混合气体的减压等离子体蚀刻除去在成形面上具有碳系列膜的玻璃成形用模具的碳系列膜后，使用微小颗粒大小的磨粒执行摩擦，除去玻璃中的成份扩散后残留所致的残留附着物。在特许2505893号公报(专利文献3)中，公开了一种成形模具的再生方法利用含氧气体的等离子体对膜的一部分进行蚀刻，在蚀刻模具母材之前，改为由氩气的等离子体产生的蚀刻，从而除去膜。
技术实现思路
按照专利文献1中的记载，在通过氧等离子体抛光来尽量除去硬质碳系列膜时，母材表面被氧的等离子体所浸蚀，在母材表面产生了氧化层的变质层，在该母材表面制作了碳系列膜的情况下，碳系列膜对母材表面的附着强度变弱，从而在压制成形中，产生碳质覆膜的剥离等问题。因此，记载了利用氟化氢或其盐的水溶液，在成形模具的成形面上执行洗净处理的方法。通过这种洗净处理，能够除去母材表面的变质层。但是，通过这种除去使母材表面稍微粗糙，如果反复执行这种成形模具的再生，则上述表面粗造就会累加，这种粗糙在压制时被复制，存在由于压制成形品表面粗糙引起的光散射等而产生的所谓光泽变暗或白浊的外观缺陷的问题。在专利文献2中，记载了在等离子体蚀刻处理后，使用平均颗粒大小0.5μm的钻石膏的摩擦方法。但是，在这种方法中，仍然在母材表面生成氧化层、氟化层，即便能够通过摩擦而除去残留在成形面上的玻璃的挥发成分，由于母材是硬质的，因此，不能除去母材表面的氧化层、氟化层等的变质层或粗糙。在专利文献3记载的方法中，为了防止母材表面被等离子体浸蚀，在模具母材蚀刻前，从由氧气的等离子体产生的蚀刻或抛光转换为由氩气的等离子体所产生的蚀刻或抛光，从而除去膜。但是，在这种方法中，必须有转换的判断。这里，由于为了进行转换判断，通过等离子体的发光分析，一边监视蚀刻物质的发光强度一边进行蚀刻等，需要附加的装置和工序，因此，提高了成本。另外，氧气和氩气2种等离子体的使用也使蚀刻成本加倍。如上所述，利用已有方法，没有实现精度和经济性都良好的光学元件成形用模具的再生方法。因此，本专利技术的目的是除去并再生成形用模具母材成形面的碳系列膜的方法，目的在于提供一种再生方法，不破坏成形用模具母材表面而能可靠除去碳系列膜，并能抑制成本和时间。本专利技术的另一个目的在于提供一种使用利用该再生方法所再生的成形用模具的玻璃光学元件的制造方法。为解决上述问题，本专利技术如下。(权利要求1)一种成形用模具的再生方法，从在成形面上具有碳系列膜的成形用模具中除去所述膜，其特征在于，是通过由氢系列气体的等离子体进行的蚀刻或UV臭氧处理来执行述膜的除去过程。(权利要求2)如权利要求1所述的再生方法，所述氢系列气体是氢气或氢气与氩气的混合气体。(权利要求3)如权利要求1所述的再生方法，其特征在于，在UV臭氧处理中，在100℃以上600℃以下，对成形面上具有碳系列膜的成形用模具进行加热。(权利要求4)如权利要求1～3中任一项所述的再生方法，在执行通过氢系列气体的等离子体进行蚀刻或UV臭氧处理之前，利用酸溶液或碱性溶液来洗净成形面。(权利要求5)如权利要求1～4中任一项所述的再生方法，还在除去膜的成形面上成膜碳系列膜。(权利要求6)如权利要求1～5中任一项所述的再生方法，提交给所述蚀刻或UV臭氧处理的成形用模具，其膜已经老化。(权利要求7)一种玻璃光学元件的制造方法，具有利用在成形面上具有碳系列膜的成形模具，对加热软化后的玻璃材料进行压制成形，其特征在于，所述压制膜具通过利用氢系列气体的等离子体的蚀刻或UV臭氧处理，来除去在成形面上具有碳系列膜的成形模具的所述膜，接下来，在除去膜的成形面上成膜碳系列膜，从而得以再生。(权利要求8)如权利要求7所述的制造方法，提交给所述蚀刻或UV臭氧处理的成形用模具，其碳系列膜已经老化。如上所述，依据本专利技术，能够提供一种再生方法，通过使用在成形面上实施碳系列膜覆盖的成形用模具来执行光学元件的成形，即便是在其成形用模具的膜老化的情况下，也可以通过由氢系列气体的等离子体进行的蚀刻或UV臭氧处理来除去该膜，得到良好精度的成形品，从而既不花费成本也不花费时间。附图说明图1是在成形面上实施碳系列膜的成形用模具的说明图。图2是等离子处理装置的说明图。图3是UV臭氧处理装置的说明图。具体实施例方式本专利技术是一种成形用模具的再生方法，包含从在成形面上具有碳系列膜的成形用模具中除去所述膜的步骤。通过本专利技术的方法所再生的成形用模具，在成形面上具有碳系列膜，考虑可能对光学镜面进行加工、保持耐压制的冲击的机械强度等，来选择用作模具母材的材料。利用这种观点所选的材料，例如可以举出SiC、WC、TiC、TaC、BN、TiN、ALN、Si3N4、SiO2、AL2O3、ZrO2、W、Ta、Mo、金属陶瓷、硅铝氧氮耐热陶瓷、莫来石、碳混合物(C/C)、碳纤维(CF)、WC-Co合金、以及不锈钢等。特别是以SiC、WC、TiC、TaC、WC-Co合金、以及不锈钢为模具母材的成形用模具，与氧或氟的反应性很高，在利用使用氧或氟的已有方法的蚀刻中，容易使表面变质或损伤。但是，如果使用本专利技术，则由于后述的选择比强有力地起作用，而使本专利技术的效果显著。在对成形面进行精密加工时，其表面粗糙度，在原子力显微镜(AFM)下测量估测的Rmax最好在80nm以下，在50nm下更好。施加在成形面上的碳系列膜，是含有以碳为主要成分的膜，例如，能够从钻石状的碳系列膜(以下成为DLC)、氢化的钻石状的碳系列膜(以下成为DLC:H)、四面体非结晶质碳系列膜(以下成为ta-C)、氢化四面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形用模具的再生方法，从在成形面上具有碳系列膜的成形用模具中除去所述膜，其特征在于，通过由氢系列气体的等离子体所产生的蚀刻或ＵＶ臭氧处理来执行所述膜的除去。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：近江成明，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]