[發明專利]模壓成型玻璃坯料、制造模壓成型玻璃坯料的方法以及制造光學元件的方法

有效

• 申請號: 201080009320.3
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102333731A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 豬狩隆;石嶺剛志
• 申請（專利權）人: HOYA株式會社
• 主分類號: C03B11/00
• 分類號: C03B11/00;C03B40/00;C03C3/062;C03C3/064;C03C3/066;C03C3/16;C03C3/17;C03C3/19;C03C3/21;C03C3/247;C03C17/245;G02B1/00;G02B1/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;張志楠

【關聯申請的相互參照】

本申請要求2009年12月28日提交的日本專利申請2009-298210號的優先權，其全部記載以特別公開的形式援引至本文中。

【技術領域】

本發明涉及可用于通過精密模壓得到玻璃光學元件的模壓成型用玻璃坯料、該模壓成型用玻璃坯料的制造方法、以及使用上述模壓成型用玻璃坯料或使用通過上述制造方法得到的模壓成型用玻璃坯料的光學元件的制造方法。

【背景技術】

作為制造玻璃透鏡等光學元件的方法，已知有利用具有相對向的成型面的上模和下模對成型材料(下文稱為“模壓成型用玻璃坯料”或“玻璃預塑形坯”)進行模壓成型的方法(被稱為“精密模壓成型法”、“精密模壓法”等)。該方法為將由熔融狀態固化為預定形狀的光學玻璃或研磨加工為預定形狀的光學玻璃投入到成型模具內，通過加熱模壓成型來得到玻璃光學元件的方法。對于精密模壓成型法，由于使用精密加工的成型模具而無需模壓成型后的研磨加工等后加工，因而能夠以低成本得到高性能的透鏡。

但是，在利用該精密模壓成型法對玻璃光學元件進行成型時，存在如下問題：由于模壓成型用玻璃坯料與成型模具的成型面在高溫狀態下密合，因而在它們的界面發生化學反應并產生熱粘，脫模性降低。

作為解決這樣的問題的方法，例如在文獻1((日本特開平8-217468號公報)，其全部記載以特別公開的形式援引至本文中)中提出了如下方法：為了防止在再加熱模壓法中成型模具(成形型)與玻璃預塑形坯的熱粘，使用在玻璃預塑形坯的表面通過烴氣體的熱分解而形成有碳膜的坯料作為成型用玻璃坯料。

另外，在文獻2((日本特開平8-259241號公報)，其全部記載以特別公開的形式援引至本文中)中公開了如下方法：使用甲烷氣體進行高頻放電或利用甲烷氣體和氫氣導出離子束，在玻璃預塑形坯表面上形成膜厚為20nm～30nm的烴膜，使用所得到的坯料作為成型用玻璃坯料；人們認為，若使用這樣的成型用玻璃坯料，則即使是透鏡形狀難以脫模的模壓成型，也會得到良好的脫模性。

進一步地，在文獻3(日本特開平9-286625號公報)和英文的同族美國專利第5,851,252號(它們的全部記載以特別公開的形式援引至本文中)中公開了如下方法：為了提高金屬模具與成型品之間的脫模性，在對玻璃預塑形坯施以甲烷等離子體處理后，在其表面形成小于5nm的碳膜，使用使用該處理后的坯料作為成型用玻璃坯料。

上述文獻1～3所記載的方法中，在玻璃預塑形坯上形成有碳系薄膜，但是，近年來玻璃透鏡要求高折射率，含有用于實現高折射率的高折射率賦予成分——W、Ti、Bi、Nb等的玻璃在模壓成型時的高溫環境下易于與碳系薄膜發生反應。據推測，其原因在于，由于上述高折射率賦予成分為易還原成分，因而其作為玻璃成分存在同時可有多個價態，從而易于發生氧化還原反應，在模壓成型的工序中，在壓接到成型模具上同時發生變形的過程中會發生各種界面反應。

與此相對，作為在玻璃預塑形坯上進行成膜的薄膜，除碳系薄膜以外已知還有硅氧化物膜。

例如，在文獻4((日本特公平2-1779號公報)，其全部記載以特別公開的形式援引至本文中)中記載了如下內容：通過利用蒸鍍法或濺射法在含有PbO的玻璃或堿性硼硅酸鹽玻璃上形成優選的SiO₂膜，得到具有良好光學品質的透鏡。

另外，在文獻5((日本特開平7-118025號公報)，其全部記載以特別公開的形式援引至本文中)中示出了下述方法：在模壓(プレス)時，對于玻璃坯料與下模的間隙為0.1mm以下的區域，利用蒸鍍法對玻璃坯料施以的SiO₂膜，來阻斷來自玻璃坯料的揮發成分。

進一步地，在文獻6((日本特開平8-198631號公報)，其全部記載以特別公開的形式援引至本文中)中給出了下述方法：通過對玻璃坯料進行加熱處理而形成表面層，利用蒸鍍法或濺射法在其上形成5～50nm的含有70～90質量％SiO₂的涂膜。

【發明內容】

硅氧化物膜由于缺乏與上述易還原成分的反應性，因而能夠避免像碳系薄膜那樣由于與含有上述易還原成分的玻璃發生反應而發生不良狀況。但是，根據本申請發明人的研究，對于專利文獻4～6中所記載的那樣的現有硅氧化物膜來說，其依然不能充分抑制模壓成型用玻璃成型材料與模具的熱粘，特別是在精密模壓成型中模壓成型用玻璃坯料與成型模具在高溫下長時間接觸的情況下，成品率大大降低，可判明，在某些情況下，由于上述熱粘(融著)，本身就難于得到光學元件。