[发明专利]模压成型玻璃坯料、制造模压成型玻璃坯料的方法以及制造光学元件的方法

说明书

【关联申请的相互参照】

本申请要求2009年12月28日提交的日本专利申请2009-298210号的优先权，其全部记载以特别公开的形式援引至本文中。

【技术领域】

本发明涉及可用于通过精密模压得到玻璃光学元件的模压成型用玻璃坯料、该模压成型用玻璃坯料的制造方法、以及使用上述模压成型用玻璃坯料或使用通过上述制造方法得到的模压成型用玻璃坯料的光学元件的制造方法。

【背景技术】

作为制造玻璃透镜等光学元件的方法，已知有利用具有相对向的成型面的上模和下模对成型材料(下文称为“模压成型用玻璃坯料”或“玻璃预塑形坯”)进行模压成型的方法(被称为“精密模压成型法”、“精密模压法”等)。该方法为将由熔融状态固化为预定形状的光学玻璃或研磨加工为预定形状的光学玻璃投入到成型模具内，通过加热模压成型来得到玻璃光学元件的方法。对于精密模压成型法，由于使用精密加工的成型模具而无需模压成型后的研磨加工等后加工，因而能够以低成本得到高性能的透镜。

但是，在利用该精密模压成型法对玻璃光学元件进行成型时，存在如下问题：由于模压成型用玻璃坯料与成型模具的成型面在高温状态下密合，因而在它们的界面发生化学反应并产生热粘，脱模性降低。

作为解决这样的问题的方法，例如在文献1((日本特开平8-217468号公报)，其全部记载以特别公开的形式援引至本文中)中提出了如下方法：为了防止在再加热模压法中成型模具(成形型)与玻璃预塑形坯的热粘，使用在玻璃预塑形坯的表面通过烃气体的热分解而形成有碳膜的坯料作为成型用玻璃坯料。

另外，在文献2((日本特开平8-259241号公报)，其全部记载以特别公开的形式援引至本文中)中公开了如下方法：使用甲烷气体进行高频放电或利用甲烷气体和氢气导出离子束，在玻璃预塑形坯表面上形成膜厚为20nm～30nm的烃膜，使用所得到的坯料作为成型用玻璃坯料；人们认为，若使用这样的成型用玻璃坯料，则即使是透镜形状难以脱模的模压成型，也会得到良好的脱模性。

进一步地，在文献3(日本特开平9-286625号公报)和英文的同族美国专利第5,851,252号(它们的全部记载以特别公开的形式援引至本文中)中公开了如下方法：为了提高金属模具与成型品之间的脱模性，在对玻璃预塑形坯施以甲烷等离子体处理后，在其表面形成小于5nm的碳膜，使用使用该处理后的坯料作为成型用玻璃坯料。

上述文献1～3所记载的方法中，在玻璃预塑形坯上形成有碳系薄膜，但是，近年来玻璃透镜要求高折射率，含有用于实现高折射率的高折射率赋予成分——W、Ti、Bi、Nb等的玻璃在模压成型时的高温环境下易于与碳系薄膜发生反应。据推测，其原因在于，由于上述高折射率赋予成分为易还原成分，因而其作为玻璃成分存在同时可有多个价态，从而易于发生氧化还原反应，在模压成型的工序中，在压接到成型模具上同时发生变形的过程中会发生各种界面反应。

与此相对，作为在玻璃预塑形坯上进行成膜的薄膜，除碳系薄膜以外已知还有硅氧化物膜。

例如，在文献4((日本特公平2-1779号公报)，其全部记载以特别公开的形式援引至本文中)中记载了如下内容：通过利用蒸镀法或溅射法在含有PbO的玻璃或碱性硼硅酸盐玻璃上形成优选的SiO₂膜，得到具有良好光学品质的透镜。

另外，在文献5((日本特开平7-118025号公报)，其全部记载以特别公开的形式援引至本文中)中示出了下述方法：在模压(プレス)时，对于玻璃坯料与下模的间隙为0.1mm以下的区域，利用蒸镀法对玻璃坯料施以的SiO₂膜，来阻断来自玻璃坯料的挥发成分。

进一步地，在文献6((日本特开平8-198631号公报)，其全部记载以特别公开的形式援引至本文中)中给出了下述方法：通过对玻璃坯料进行加热处理而形成表面层，利用蒸镀法或溅射法在其上形成5～50nm的含有70～90质量％SiO₂的涂膜。

【发明内容】

硅氧化物膜由于缺乏与上述易还原成分的反应性，因而能够避免像碳系薄膜那样由于与含有上述易还原成分的玻璃发生反应而发生不良状况。但是，根据本申请发明人的研究，对于专利文献4～6中所记载的那样的现有硅氧化物膜来说，其依然不能充分抑制模压成型用玻璃成型材料与模具的热粘，特别是在精密模压成型中模压成型用玻璃坯料与成型模具在高温下长时间接触的情况下，成品率大大降低，可判明，在某些情况下，由于上述热粘(融着)，本身就难于得到光学元件。