【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、製品素材の処理方法に関し、例えば光学部品などの高機能な製品を処理できる処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば樹脂材を射出成形することによって形成される光学部品は、カメラや光ピックアップ装置などの光学機器に搭載されて、高精度な光学機能を発揮するようになっている。ところで、このような光学部品においては、より高い機能を発揮すべく反射防止被膜等を光学面に塗布することが行われている。このような反射防止被膜等は、例えば大気圧プラズマ法などの技術を介して成膜が行える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学部品を射出成形する場合、一般的には、溶融した樹脂の吐出口であるノズルから、中央通路を介して樹脂材を送り込み、更に送り込まれた樹脂材を複数の分配通路を介して分配し、その後狭い通路を介して樹脂材を光学部品用の成形型（キャビティという）に充填するようになっている。樹脂材は、光学部品用の成形型内で固化することで光学部品の素材になるが、他の通路内で固化いた樹脂材は、光学部品の素材となり得ず、通常は廃棄処分されるものである。ここで、中央通路内で固化した樹脂材をスプルー部と呼び、分配通路内で固化した樹脂材をランナー部と呼び、光学部品用の成形型につながる狭い通路内で固化した樹脂材をゲート部と呼んでいる。
【０００４】
従来技術によれば、射出成形後に成形型が離型され、光学部品の素材が得られた段階で、ゲート部と光学部品の素材とは切り離され、収納トレーなどに保管された上で次工程に搬送され、更に、治具などを用いて光学部品の素材の一部を把持した状態で、反射防止被膜などの表面処理を行って最終的に光学部品を得るようにしている。しかるに、光学部品の素材からゲートを切り離す際に、切断粉などの異物が光学部品の素材に光学面に付着することがある。又、収納トレーに保管している段階で光学面に傷などが付く恐れもある。そのような状態で表面処理を行うと、光学性能を低下させる成膜欠陥を引き起こす恐れがある。又、光学部品は一般的に小さい部品であるから、治具により確実に支持できるよう支持部分を予め設けておくこともあるが、かかる部分は最終的に光学製品になったときに、光学性能を発揮する上では、必ずしも必要とはいえないものである。
【０００５】
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、コストを増大させることなく、より処理品質を向上させることができる製品素材の処理方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の製品素材の処理方法は、ゲート部以外の非ゲート部と、前記ゲート部とを介して、型内に溶融した樹脂材を射出することにより成形される製品素材の処理方法において、前記樹脂材が固化した後に、前記非ゲート部で前記樹脂材をカットするステップと、前記非ゲート部を支持しながら、前記ゲート部に連結された状態で前記製品素材を処理するステップと、を有するので、前記製品素材（例えば光学部品の素材）から、少なくとも前記ゲート部を間に挟んで離れてなる前記非ゲート部で、前記樹脂材をカットすることによって製品素材に切断粉が付着することを抑制でき、その後における処理品質を向上させることができる。又、前記非ゲート部を支持しながら前記製品素材を処理できるため、前記製品素材自体に支持部を設ける必要がなく、製品設計をより簡単に行える。尚、カットされる前記非ゲート部は、前記ゲート部に接続されたランナー部又はスプルー部であると好ましい。ゲート部とは、ランナー部を形成する通路と、製品素材の成形型との間を接続し、且つランナー部を形成する通路より断面積の小さい通路部から形成される樹脂の部分をいう。樹脂材としては、例えばアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂などが考えられるが、これらに限られない。
【０００７】
請求項２に記載の製品素材の処理方法は、前記製品素材を処理するステップが、前記製品素材に表面処理を施すステップを含むと、カット時の切断粉等が製品素材に付着しにくいという本発明の効果を通じて、処理品質を向上できる。
【０００８】
請求項３に記載の製品素材の処理方法は、前記表面処理が、大気圧プラズマ法による成膜処理であると好ましい。
【０００９】
請求項４に記載の製品素材の処理方法に用いる前記大気圧プラズマ法は、１００ｋＨｚを越えた高周波電圧で、且つ１Ｗ／ｃｍ２以上の電力を電極間に供給し、前記電極間に放電を起こす工程を有すると、前記製品素材の表面に対して成膜したときに、より均一且つ緻密で表面との密着性が高い膜を形成できる。
【００１０】
請求項５に記載の製品素材の処理方法は、前記高周波電圧は、連続したサイン波であると、より均一且つ緻密で表面との密着性が高い膜を形成できる。
【００１１】
請求項６に記載の製品素材の処理方法は、前記表面処理が、真空蒸着法による成膜処理であると好ましい。
【００１２】
請求項７に記載の製品素材の処理方法は、前記表面処理が、スパッタリング法による成膜処理であると好ましい。
【００１３】
請求項８に記載の製品素材の処理方法は、前記表面処理が、ＣＶＤ法による成膜処理であると好ましい。
【００１４】
請求項９に記載の製品素材の処理方法は、前記表面処理が、塗布による成膜処理であると好ましい。
【００１５】
請求項１０に記載の製品素材の処理方法は、前記非ゲート部を支持しながら、前記製品素材を、例えば次工程の表面処理装置へと搬送するステップを含むと好ましく、かかる場合には、前記非ゲート部を支持しながら前記製品素材を搬送できることとなる。
【００１６】
請求項１１に記載の製品素材の処理方法は、前記非ゲート部が、少なくとも一部の断面が非円形（例えばＤ字断面）であると、前記非ゲート部を支持する際に、支持部材との間の相対回転を抑制する効果がある。
【００１７】
請求項１２に記載の製品素材の処理方法は、処理された製品素材から前記ゲート部を切り離すステップを、更に有すると、高品位な最終製品を形成できる。
【００１８】
請求項１３に記載の製品素材の処理方法は、前記製品素材から光学部品が形成されると、より高品位な光学部品を形成できる。尚、光学部品としては、例えばレンズ、プリズム、回折格子光学部品（回折レンズ、回折プリズム、回折板）、光学フィルター（空間ローパスフィルター、波長バンドパスフィルター、波長ローパスフィルター、波長ハイパスフィルター等々）、偏光フィルター（検光子、旋光子、偏光分離プリズム等々）、位相フィルター（位相板、ホログラム等々）が考えられるが、以上に限られることはない。
【００１９】
【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について説明する。図１は、本実施の形態にかかる処理方法を説明するための成形型の断面図である。図１（ａ）に示すように、上型１と下型２とを合わせた状態で、型内には、上型１の上面から図で下方に向かって広がるように延在する中央通路３Ａと、中央通路３Ａの下端近傍から放射状に伸びる分配通路３Ｂと、分配通路３Ｂの延長線上に配置されたキャビティ３Ｄと、キャビティ３Ｄと分配通路３Ｂとの間を結ぶ、分配通路３Ｂより断面積の小さいゲート通路３Ｃとが形成されている。
【００２０】
かかる状態から、上型１のノズル口１ａより溶融した樹脂材を中央通路３Ａに吐出させると、かかる樹脂材は、分配通路３Ｂ及びゲート通路３Ｃを介してキャビティ３Ｄに充填され、その後固化する。ここで、ノズル口１ａの部分（後述するスプルー部の一部ともいえるが、要するに非ゲート部）でカットされることにより、上型１と下型２の分離が可能となる。
【００２１】
更に図１（ｂ）に示すように、上型１と下型２とを離型させると、固化した樹脂材より成形品１０が得られる。成形品１０は、中央通路３Ａ内の樹脂材が固化して形成されたスプルー部１１と、分配通路３Ｂ内の樹脂材が固化して形成されたランナー部１２と、ゲート通路３Ｃ内の樹脂材が固化して形成されたゲート部１３と、キャビティ３Ｄ内の樹脂材が固化して形成された光学部品の素材（製品素材）１４とを有している。
【００２２】
図２は、成型品１０の斜視図である。図２において、成型品１０のスプルー部１１の上部は、搬送装置に設けられた開閉自在な一対のアーム２０により挟持され、そのまま上方に持ち上げられて、次工程の処理位置に搬送されるようになっている。尚、スプルー部１１の下端を不図示の治具で支持することにより、一時的な保管も可能である。
【００２３】
図３は、表面処理として大気圧プラズマ法により成膜を行うためのプラズマ処理装置３０を示す斜視図である。図３において、３１，３２，３１’，３２’は、長方形で同じ大きさである平板電極であり、平板電極３１と平板電極３２は対向するように配置され、平板電極３１’と平板電極３２’も対向するように配置されている。さらに平板電極３２と平板電極３２’も対向するように配置されている。また、各平板電極は四隅をそろえて配置されている。平板電極３１と３２、平板電極３１’と３２’の対向する面には誘電体を被覆しており、該誘電体は、Ａｌ２Ｏ３セラミックスを溶射後、アルコキシシランで封孔処理したものである。
【００２４】
尚、平板電極３１，３２の少なくとも一方の電極の対向する面と平板電極３１’，３２’のうち少なくとも一方の電極の対向する面が誘電体で被覆されていればよく、そのように構成しても良い。
【００２５】
電極材料には、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属を用いることができる。ステンレスは加工し易く好ましく用いることができる。誘電体としては、ケイ酸塩系ガラス・ホウ酸塩系ガラス・リン酸塩系ガラス・ゲルマン酸塩系ガラス・亜テルル酸塩ガラス・アルミン酸塩ガラス・バナジン酸塩ガラス等を用いることが出来る。この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易い。また、気密性の高い高耐熱性のセラミックスを焼結したセラミックスを用いることも好ましい。セラミックスの材質としては例えばアルミナ系、ジルコニア系、窒化珪素系、炭化珪素系のセラミックスが挙げられるが、中でもアルミナ系のセラミックスが好ましく、アルミナ系のセラミックスの中でも特にＡｌ２Ｏ３を用いるのが好ましい。アルミナ系のセラミックスの厚みは１ｍｍ程度が好ましく、体積固有抵抗は１０８Ω・ｃｍ以上が好ましい。
【００２６】
セラミックスは、無機質材料で封孔処理されているのが好ましく、これにより電極の耐久性を向上させることができる。
【００２７】
封孔処理はセラミックスに封孔剤である金属アルコキシドを主原料とするゾルをセラミックス上に塗布した後に、ゲル化させて硬化させることで、強固な３次元結合を形成させ均一な構造を有する金属酸化物によって、セラミックスの封孔処理をすることができる。
【００２８】
また、ゾルゲル反応を促進するためにエネルギー処理を行うことが好ましい。ゾルにエネルギー処理をすることによって、金属−酸素−金属の３次元結合を促進することができる。
【００２９】
エネルギー処理には、プラズマ処理や、２００℃以下の加熱処理、ＵＶ処理が好ましい。
【００３０】
対向する平板電極３１，３２間，平板電極３１’，３２’間、平板電極３２，３２’間の隙間のうち、向かい合う隙間が蓋体３９，３９’によって塞がれている。尚、電極間の隙間とは、対向する電極間（電極と電極の間に存在する領域）とその他の領域とで気体等の移動が可能な通路のことをいい、電極間に存在する領域は含まないこととする。隙間を塞ぐとは、該通路を塞いで電極間とその他の領域とで気体等が移動できないようにすることをいう。平板電極３１，３２，３１’，３２’は長方形平板電極であるので、対向する平板電極３１，３２間，平板電極３１’，３２’間、平板電極３２，３２’間それぞれは四方に隙間を有することになる。
【００３１】
３３，３３’は電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入口であり、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間のうち、蓋体３９，３９’で塞がれていない、向かい合う隙間の一方の隙間を、不活性ガス導入口３３，３３’として用いている。不活性ガス導入口３３と不活性ガス導入口３３’は同じ方向の隙間を用いている。
【００３２】
図３の大気圧プラズマ処理装置３０においては、不活性ガス導入口３３，３３’は、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間の一部をそのまま不活性ガス導入口３３，３３’として用いているが、該隙間にさらに部材を設けることで、不活性ガス導入口３３，３３’を平板電極３１，３２間、平板電極３１’，３２’間に不活性ガスを効率よくかつ容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００３３】
３４，３４’は、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間で発生した励起不活性ガスを電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の外に放出するための励起不活性ガス放出口であり、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間のうち、不活性ガス導入口３３，３３’と向かい合う隙間をそれぞれ励起不活性ガス放出口３４，３４’として用いる。よって、励起不活性ガス放出口３４と励起不活性ガス放出口３４’は同じ方向の隙間を用いることになる。
【００３４】
図３の大気圧プラズマ処理装置３０においては、励起不活性ガス放出口３４，３４’は、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の隙間の一部をそのまま励起不活性ガス放出口３４，３４’として用いているが、該隙間にさらにノズルのような部材を設けることで、平板電極３１，３２間、平板電極３１’，３２’間で発生した励起不活性ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【００３５】
３５は電極３２，３２’間に反応ガスを導入するための反応ガス導入口であり、電極３２，３２’間の隙間のうち、蓋体３９，３９’で塞がれていない、向かい合う隙間の一方の隙間を、反応ガス導入口３５として用いている。尚、反応ガス導入口３５は不活性ガス導入口３３，３３’と同じ方向の隙間を用いる。
【００３６】
図３の大気圧プラズマ処理装置３０おいては、反応ガス導入口３５は、電極３２，３２’間で形成される隙間の一部をそのまま反応ガス導入口３５としているが、該隙間にさらに部材を設けることで、反応ガス導入口３５を平板電極３２，３２’間に反応ガスを効率よくかつ容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００３７】
３６は、電極３２，３２’間に導入した反応ガスを電極３２，３２’間の外に放出するための反応ガス放出口であり、平板電極３２，３２’間の隙間のうち、反応ガス導入口３５と向かい合う隙間を反応ガス放出口３６として用いている。よって、反応ガス放出口６は励起不活性ガス放出口３４，３４’と同じ方向となる隙間を用いることになる。
【００３８】
図３の大気圧プラズマ処理装置３０においては、反応ガス放出口３６は、電極３２，３２’間の隙間の一部をそのまま反応ガス放出口３６として用いているが、該隙間にさらにノズルのような部材を設けることで、平板電極３２，３２’間に存在する反応ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【００３９】
前述したように、反応ガス放出口３６、励起不活性ガス放出口３４，３４’は同じ方向の隙間を用いており、また、反応ガス放出口３６は、励起不活性ガス放出口３４と励起不活性ガス放出口３４’に挟まれた構造となる。従って、反応ガス放出口３６から放出される反応ガスは、励起不活性ガス放出口３４から放出される励起不活性ガスと、励起不活性ガス放出口３４から放出される励起不活性ガスに挟まれた状態で接触する。これにより、反応ガスが効率よくプラズマ化されるようになる。
【００４０】
本実施形態では、１つの反応ガス放出口を２つの励起不活性ガス放出口で挟み込む構造としているが、新たに励起不活性ガスを放出する平板電極対を設け、その間に新たに反応ガス放出口を設け、構造としては、端から順に励起不活性ガス放出口、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口を並べた構造にして挟み込むようにしても良い。
【００４１】
本発明に用いられる反応ガスとして、好ましくは、有機フッ素化合物、金属化合物を好ましく挙げることが出来る。有機フッ素化合物を用いることにより反射防止層等に有用な低屈折率層や防汚層を形成することができる。金属化合物では、低屈折率層、中屈折率層、高屈折率層や、ガスバリア層、帯電防止層、透明導電層を形成することができる。
【００４２】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素やフッ化炭化水素等のガスが好ましく、例えば、フッ化メタン、フッ化エタン、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン、１，１，２，２−テトラフルオロエチレン、１，１，１，２，３，３−ヘキサフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロペン、６−フッ化プロピレン等のフッ化炭素化合物；１，１−ジフルオロエチレン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，２，２，３−ペンタフルオロプロパン等のフッ化炭化水素化合物；ジフルオロジクロロメタン、トリフルオロクロロメタン等のフッ化塩化炭化水素化合物；１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール、１，３−ジフルオロ−２−プロパノール、パーフルオロブタノール等のフッ化アルコール；ビニルトリフルオロアセテート、１，１，１−トリフルオロエチルトリフルオロアセテート等のフッ化カルボン酸エステル；アセチルフルオライド、ヘキサフルオロアセトン、１，１，１−トリフルオロアセトン等のフッ化ケトン等を挙げることが出来るが、これらに限定されない。
【００４３】
有機フッ素化合物は、プラズマ放電処理によって腐食性ガスあるいは有害ガスが発生しないような化合物を選ぶのが好ましいが、それらが発生しない条件を選ぶことも出来る。有機フッ素化合物を本発明に有用な反応性ガスとして使用する場合、常温常圧で有機フッ素化合物が気体であることが目的を遂行するのに最も適切な反応性ガス成分としてそのまま使用でき好ましい。これに対して常温常圧で液体または固体の有機フッ素化合物の場合には、加熱や減圧等の気化装置などの手段により気化して使用すればよく、また適切な有機溶媒に溶解して噴霧あるいは蒸発させて用いてもよい。
【００４４】
金属化合物としては、Ａｌ、Ａｓ、Ａｕ、Ｂ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎａ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｓｂ、Ｓｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、ＺｎまたはＺｒ等の金属化合物または有機金属化合物を挙げることができ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｗ、ＺｎまたはＺｒが金属化合物として好ましく用いられるが、特に、珪素化合物、チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、インジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物が好ましい。
【００４５】
これらのうち珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシラン、テトラエチルシラン等のアルキルシラン；テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等の珪素アルコキシド等の有機珪素化合物；モノシラン、ジシラン等の珪素水素化合物；ジクロルシラン、トリクロロシラン、テトラクロロシラン等のハロゲン化珪素化合物；その他オルガノシラン等を挙げることが出来、何れも好ましく用いることが出来る。また、これらは適宜組み合わせて用いることが出来る。上記の珪素化合物は、取り扱い上の観点から珪素アルコキシド、アルキルシラン、珪素水素化合物が好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、特に有機珪素化合物として珪素アルコキシドが好ましい。
【００４６】
チタン化合物、錫化合物、亜鉛化合物、インジウム化合物、アルミ化合物、銅化合物、銀化合物としては、有機金属化合物、ハロゲン化金属化合物、金属水素化合物、金属アルコキシド化合物が好ましい。有機金属化合物の有機成分としてはアルキル基、アルコキシド基、アミノ基が好ましく、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラジメチルアミノチタン等を好ましく挙げることが出来る。有機チタン化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合物、有機インジウム化合物、有機アルミ化合物、有機銅化合物、有機銀化合物は、中屈折率層や高屈折率層を形成するのに非常に有用である。ハロゲン化金属化合物としては、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタン等を挙げることができ、更に金属水素化合物としては、モノチタン、ジチタン等を挙げることができる。本発明においては、チタン系の有機金属化合物を好ましく用いることができる。
【００４７】
不活性ガスとしては、Ｈｅ、Ａｒ等の希ガスが好ましく用いられるが、ＨｅとＡｒを混合した希ガスも好ましく、気体中に占める不活性ガスの割合は、９０体積％〜９９．９体積％であることが好ましい。大気圧プラズマを効率よく発生させるという点から不活性ガス中のＡｒガス成分を多くするのも好ましいが、コスト的な観点からもＡｒガス成分を９０体積％〜９９．９体積％を用いるのが好ましい。
【００４８】
なお、不活性ガスには水素ガスや酸素ガスを不活性ガスに対して０．１体積％〜１０体積％混合させて使用してもよく、このように補助的に使用することにより薄膜の硬度を著しく向上させることが出来る。
【００４９】
３７は電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に高周波電圧を印加するための高周波電源である。３８はアースであり、電極３２，３２’はアース３８に接地している。
【００５０】
平板電極間３１，３２間、平板電極間３１’，３２’間に存在させる不活性ガスは、大気圧又は大気圧近傍の圧力下で存在させ、高周波電源３７によって、平板電極間３１，３２間、平板電極間３１’，３２’間に電圧を印加させることで不活性ガスを励起させ、励起不活性ガスを発生させる。
【００５１】
図３に示すように、本実施の形態では、スプルー部１１をアーム２０（図２）で支持した状態で、成型品１０を適宜移動させ、一つの光学部品の素材１４を大気圧プラズマ処理装置１０の電極間の下方に配置する。光学部品の素材１４は、反応ガス放出口３６の反応ガス放出方向と、励起不活性ガス放出口３４，３４’の励起不活性ガス放出方向で、反応ガス放出口３６から放出される反応ガスが、励起不活性ガス放出口３４，３４’から放出される励起不活性ガスに挟み込まれるようにして接触して発生したプラズマ化した反応ガスと接触される位置に配置され、それにより表面処理（例えば反射コートの成膜やハードコートの成膜等）が行われる。
【００５２】
より具体的には、不活性ガス導入口３３，３３’から電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に不活性ガスを導入し、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に大気圧又は大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存在させる。電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に高周波電源３７によって高周波電圧が印加され、電極３１，３２間、電極３１’，３２’間に存在する不活性ガスを励起させ励起不活性ガスを発生させる。電極３１，３２間、電極３１’，３２’間で発生した励起不活性ガスは、新たに不活性ガス導入口３３，３３’から導入されてくる不活性ガスに押され、また、蓋体３９，３９’によって電極の側面方向の隙間は塞がれていることから、励起不活性ガス放出口３４，３４’より電極３１，３２間、電極３１’，３２’間の外へと放出される。
【００５３】
一方、電極３２，３２’間には反応ガス導入口３５から反応ガスが導入される。電極３２，３２’間に導入された反応ガスは、新たに反応ガス導入口３５から導入されてくる反応ガスに押され、また、蓋体３９，３９’によって電極の側面方向の隙間は塞がれていることから、反応ガス放出口３６から電極３２，３２’間の外へと放出される。
【００５４】
反応ガス放出口３６から放出される反応ガスは、励起不活性ガス放出口３４と励起不活性ガス放出口３４’から放出される励起不活性ガスとに挟み込まれるようにして接触し、反応ガスはプラズマ化され、所望の成膜処理が行われる。このとき、処理対象となる光学部品の素材１４は、ゲート部１３がカットされていない状態であるため、光学面に切断粉が付着することや、収納トレーにおいて傷付くことなどが抑制され、高精度な被膜処理が可能となる。又、ゲート部１３でカットしないことで、成形から表面処理までの時間が短縮され、それにより被膜がなじみやすくなるといった効果もある。
【００５５】
大気圧プラズマ処理装置３０は、電極間の外で基材の表面処理を行うことから、光学部品の素材１４には支持体のようなシート状の基材のみでなく、様々な大きさ、形状のものを処理することが可能となる。例えば、レンズ形状、球状などの厚みを有するような形状の基材も表面処理を行うことができる。
【００５６】
一つの光学部品の素材１４の処理が終了したら、アーム２０はその場で回転し、隣接した光学部品の素材１４を電極に対向させ、同様の処理を行う。全ての光学部品の素材１４（図２では６個）の表面処理が終了した後は、搬送装置のアーム２０が成型品１０を把持したまま移動するので、光学部品の素材１４は、図３に示す処理位置から搬送され、更にゲート部１３をカットされることで光学部品として完成されることとなる。このように、本実施の形態によれば、表面処理が終わるまで、ゲート部１３が光学部品の素材１４につながったままであり、従って光学部品の素材１４を収納トレーから治具で取り出して把持しながら処理を行うという工程が不要となり、迅速な加工処理が可能となる。
【００５７】
図３の大気圧プラズマ処理装置３０に用いられる電極システムは、電極３１，３２，３１’，３２’で構成され、電極３１，３２間と電極３１’，３２’間に電圧が印加されるようになっているのであるが、この電極システムを複数設け、さらに各電極システムに不活性ガス導入口、励起不活性ガス放出口、反応ガス導入口、反応ガス放出口を設けることで、基材の表面処理を複数回行うことができるようになるので好ましい。これにより、光学部品の素材１４に異なる成分の複数製膜（例えば反射防止コート）を施したりすることができる。
【００５８】
図４は、別な大気圧プラズマ処理装置４０を示す斜視図である。尚、以降の図の説明においては、前述の図の説明で説明された符号と同じ符号のものの説明及びそれに関連する説明について省略されている場合があるが、特に説明がない限りは前述の図の説明と同じである。
【００５９】
４１は内側電極であり、４２は外側電極である。内側電極４１、外側電極４２は、円筒状の電極であり、外側電極４２の筒管内に内側電極４１を同心配置している。
【００６０】
本実施形態では内側電極４１、外側電極４２の対向する面を共に誘電体で被覆したが、内側電極４１、外側電極４２のうちどちらかの電極の対向する面に誘電体が被覆されていればよい。
【００６１】
内側電極４１、外側電極４２には、先ほど図３で説明した電極３１，３２，３１’，３２’に用いた電極、誘電体を用いることができる。
【００６２】
４３は内側電極４１と外側電極４２の間に不活性ガスを導入するための不活性ガス導入口である。内側電極４１と外側電極４２の間とは、外側電極４２の筒管内の領域において、内側電極４１及び内側電極４１の筒管内の領域を除いた領域である。また、不活性ガス導入口４３は内側電極４１と外側電極４２の間の隙間の一方を用いる。
【００６３】
図４の大気圧プラズマ処理装置４０においては、不活性ガス導入口４３は、内側電極４１と外側電極４２の間の隙間の一部をそのまま不活性ガス導入口４３として用いているが、該隙間にさらに部材を設けることで、不活性ガス導入口４３を内側電極４１と外側電極４２の間に不活性ガスを効率よく容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００６４】
４４は、内側電極４１と外側電極４２の間で発生した励起不活性ガスを内側電極４１と外側電極４２の間の外に放出するための励起不活性ガス放出口であり、内側電極４１と外側電極４２の間の隙間のうち不活性ガス導入口４３として用いていないほうの隙間を用いる。
【００６５】
図４の大気圧プラズマ処理装置４０においては、励起不活性ガス放出口４４は、内側電極４１と外側電極４２の間の隙間の一部をそのまま励起不活性ガス放出口４４としているが、該隙間にさらにノズルのような部材を設けることで、内側電極４１と外側電極４２の間で発生した励起不活性ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【００６６】
４５は内側電極４１の筒管内に反応ガスを導入するための反応ガス導入口であり、内側電極４１の筒管の口のうち、一方の口を、反応ガス導入口４５として用いている。尚、反応ガス導入口４５は不活性ガス導入口４３と同じ方向となる口を用いる。
【００６７】
図４の大気圧プラズマ処理装置４０においては、反応ガス導入口４５は、内側電極４１の筒管の口の一部をそのまま反応ガス導入口４５として用いているが、該筒管の口にさらに部材を設けることで、反応ガス導入口４５を内側電極４１の筒管内に反応ガスを効率よく容易に導入することができる形状にするのが好ましい。
【００６８】
４６は、内側電極４１の筒管内に導入した反応ガスを筒管内の外に放出するための反応ガス放出口であり、内側電極４１の筒管の口のうち、反応ガス導入口４５として用いていないほうの口を用いる。よって、反応ガス放出口４６は励起不活性ガス放出口４４と同じ方向となることになる。
【００６９】
図４の大気圧プラズマ処理装置４０においては、内側電極４１の筒管の口の一部をそのまま反応ガス放出口４６としているが、該筒管の口にさらにノズルのような部材を設けることで、該反応ガスを外部に放出する際に放出角度や放出強度を調整できるようにするのが好ましい。
【００７０】
前述したように、反応ガス放出口４６と励起不活性ガス放出口４４は同じ方向に設けられ、また、反応ガス放出口４６は、励起不活性ガス放出口４４に周囲を囲まれた構造となる。従って、反応ガス放出口４６から放出される反応ガスは、励起不活性ガス放出口４４から放出される励起不活性ガスに包まれた状態で接触する。これにより、反応ガスが効率よくプラズマ化される。
【００７１】
本実施形態では、１つの反応ガス放出口の周囲を励起不活性ガス放出口で囲んだ構造としているが、内側電極の内側に新たに筒管状である内側電極、外側電極を設け、同様に反応ガス放出口、不活性ガス放出口を設け、構造としては、内側から順に、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口、反応ガス放出口、励起不活性ガス放出口という構造にすると、反応ガスが励起不活性ガスと包み込んで接触し、さらに挟み込んで接触するので好ましい。
【００７２】
図４の大気圧プラズマ処理装置４０に用いられる電極システムは、内側電極４１と外側電極４２で構成され、内側電極４１と外側電極４２の間に高周波電源３７で電圧を印加されるようになっているのであるが、この電極システムを複数設け、さらに各電極システムに不活性ガス導入口、励起不活性ガス放出口、反応ガス導入口、反応ガス放出口を設けることで、基材の表面処理を複数回行うことができるようになるので好ましい。これにより、光学部品の素材１４に異なる成分の複数製膜を施したりすることができる。これは、例えば酸化シリコンなどの低屈折率層と、酸化チタンや窒化シリコンなどの高屈折率層とを多層状に設けることで、反射防止膜等の成膜を行うのに有効である。
【００７３】
次に図４に示した大気圧プラズマ処理装置４０を用いた大気圧プラズマ処理方法を説明する。不活性ガス導入口４３から内側電極４１と外側電極４２の間に不活性ガスを導入し、内側電極４１と外側電極４２の間に大気圧又は大気圧近傍の圧力下で不活性ガスを存在させる。内側電極４１と外側電極４２の間に高周波電源３７によって高周波電圧が印加され、内側電極４１と外側電極４２の間に存在する不活性ガスを励起して励起不活性ガスを発生させる。内側電極４１と外側電極４２の間で発生した励起不活性ガスは、新たに不活性ガス導入口４３から導入されてくる不活性ガスに押し出されるようにして、励起不活性ガス放出口４４より内側電極４１と外側電極４２の間から外部へと放出される。
【００７４】
一方、反応ガス導入口４５から内側電極４１の筒管内に反応ガスを導入し、反応ガス放出口４６から反応ガスを放出する。反応ガス放出口４６から放出される反応ガスは、反応ガス放出口４６のまわりを取り囲む励起不活性ガス放出口４４から放出される励起不活性ガスに包み込まれるようにして接触し、反応ガスはプラズマ化される。
【００７５】
スプルー部１１をアーム２０（図２）で支持した状態で、成型品１０を適宜移動させ、一つの光学部品の素材１４を大気圧プラズマ処理装置１０の電極間の下方に配置するので、光学部品の素材４０には適切な表面処理が成される。本実施の形態においても、表面処理が終わるまで、ゲート部１３が光学部品の素材１４につながったままスプルー部１１（図２）を把持されて搬送されるため、上述した実施の形態と同様に、処理品位の向上と、迅速な加工処理が可能となる。
【００７６】
図５は、第２の実施の形態にかかる成型品の一部を示す図である。本実施の形態においては、上型の形状を変更し、ランナー部１２の断面形状がＤ字状になっており、すなわち上面１２ａは平面となっている。又、本実施の形態においては、表面処理が行われる前に、ランナー部１２（非ゲート部）で成型品がカットされる。すなわち、光学部品の素材１４は、ゲート部１３を介してランナー部１２の一部にのみ接続されていることとなる。
【００７７】
図３，４の大気圧プラズマ処理装置４０により処理する場合、ランナー部１２の上下を一対のアーム２０’で把持することで、処理位置まで搬送できる。かかる場合、上側のアーム２０’の把持面を平面とすれば、ランナー部１２の上面１２ａに当接することで、アーム２０’に対してランナー部１２が不用意に回転することが抑制される。尚、下側のアーム２０’は、ランナー部１２の円筒面に合わせてくぼんでいても良い。
【００７８】
図６は、大気圧プラズマ法を実行できるプラズマ放電処理装置の概略構成図である。図６において、金属母材２０に誘電体２１を被覆したスリット状の放電空間２２に、図の上部から不活性ガスおよび反応性ガスの混合ガスを導入し、電源３７により高周波電圧を印加することにより前記反応性ガスをプラズマ状態とし、該プラズマ状態の反応性ガスを光学部品の素材１４上に噴射することにより、その表面上にコーティング膜を形成する。
【００７９】
本発明においては、上記のプラズマ状態での処理が大気圧または大気圧近傍で行われるが、ここで大気圧近傍とは、２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａの圧力を表すが、本発明に記載の効果を好ましく得るためには、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
【００８０】
また、本発明の膜形成方法に係る放電用電極においては、電極の少なくとも基材と接する側のＪＩＳ Ｂ ０６０１で規定される表面粗さの最大高さ（Ｒｍａｘ）が１０μｍ以下になるように調整されることが、本発明に記載の効果を得る観点から好ましいが、更に好ましくは、表面粗さの最大値が８μｍ以下であり、特に好ましくは、７μｍ以下に調整することである。また、ＪＩＳ Ｂ ０６０１で規定される中心線平均表面粗さ（Ｒａ）は０．５μｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．１μｍ以下である。
【００８１】
次に、本発明の膜形成方法に係る混合ガスについて説明する。本発明の膜形成方法を実施するにあたり、使用するガスは、透光性を有する樹脂基材上に設けようとする膜の種類によって異なるが、基本的に、不活性ガスと、膜を形成するための反応性ガスとの混合ガスである。反応性ガスは、混合ガスに対し、０．０１〜１０体積％含有させることが好ましい。薄膜の膜厚としては、０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の薄膜が得られる。
【００８２】
上記不活性ガスは周期表の第１８属元素、具体的にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が挙げられるが、本実施の形態に記載の効果を得るためには、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【００８３】
反応性ガスは以下のものを用いることが可能である。膜が合金半透過膜の場合、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｇｅ、Ｏｓ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｗ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｚｎを含有する有機金属化合物を用いることができる。このとき反応系は還元雰囲気で行う。また、膜が屈折率の異なる層を積層した誘電体膜の場合、例えば、有機フッ素化合物、珪素化合物（低屈折率層）またはチタン化合物（高屈折率層）を含有する反応性ガスを用いることにより設けることができる。
【００８４】
有機フッ素化合物としては、フッ化炭素ガス、フッ化炭化水素ガス等が好ましく用いられる。フッ化炭素ガスとしては、４フッ化炭素、６フッ化炭素、具体的には、４フッ化メタン、４フッ化エチレン、６フッ化プロピレン、８フッ化シクロブタン等が挙げられる。また、フッ化炭化水素ガスとしては、２フッ化メタン、４フッ化エタン、４フッ化プロピレン、３フッ化プロピレン等が挙げられる。
【００８５】
更に、１塩化３フッ化メタン、１塩化２フッ化メタン、２塩化４フッ化シクロブタン等のフッ化炭化水素化合物のハロゲン化物やアルコール、酸、ケトン等の有機化合物のフッ素置換体を用いることができるがこれらに限定されない。また、これらの化合物が分子内にエチレン性不飽和基を有していてもよく、さらに、これらの化合物は単独でも混合して用いてもよい。
【００８６】
混合ガス中に上記記載の有機フッ素化合物を用いる場合、プラズマ状態での処理により基材上に均一な薄膜を形成する観点から、混合ガス中の有機フッ素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００８７】
また、本実施の形態に係る有機フッ素化合物が常温、常圧で気体である場合は、混合ガスの構成成分として、そのまま使用できるので最も容易に本実施の形態の方法を遂行することができる。しかし、有機フッ素化合物が常温・常圧で液体又は固体である場合には、加熱、減圧等の方法により気化して使用すればよく、また、又、適切な溶剤に溶解して用いてもよい。
【００８８】
混合ガス中に上記記載のチタン化合物を用いる場合、プラズマ状態での処理により基材上に均一な層を形成する観点から、混合ガス中のチタン化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、特に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００８９】
また、上記記載の混合ガス中に水素ガスを０．１〜１０体積％含有させることにより膜の硬度を著しく向上させることができる。
【００９０】
さらに、混合ガス中に酸素、オゾン、過酸化水素、二酸化炭素、一酸化炭素、水素、窒素から選択される成分を０．０１〜５体積％含有させることにより、反応促進され、かつ、緻密で良質な膜を形成することができる。
【００９１】
上記記載の珪素化合物、チタン化合物としては、取り扱い上の観点から金属水素化合物、金属アルコキシドが好ましく、腐食性、有害ガスの発生がなく、工程上の汚れなども少ないことから、金属アルコキシドが好ましく用いられる。
【００９２】
また、上記記載の珪素化合物、チタン化合物を放電空間である電極間に導入するには、両者は常温常圧で、気体、液体、固体いずれの状態であっても構わない。気体の場合は、そのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用される。珪素化合物、チタン化合物を加熱により気化して用いる場合、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシチタンなど、常温で液体で、沸点が２００℃以下である金属アルコキシドが膜の形成に好適に用いられる。上記金属アルコキシドは、溶媒によって希釈して使用されても良く、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。尚、これらの希釈溶媒は、プラズマ状態での処理中において、分子状、原子状に分解される為、樹脂基材上への層の形成、層の組成などに対する影響は殆ど無視することができる。
【００９３】
上記記載の珪素化合物としては、例えば、ジメチルシラン、テトラメチルシランなどの有機金属化合物、モノシラン、ジシランなどの金属水素化合物、二塩化シラン、三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシラン、オルガノシランなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。また、これらは適宜組み合わせて用いることができる。
【００９４】
混合ガス中に上記記載の珪素化合物を用いる場合、プラズマ状態での処理により基材上に均一な層を形成する観点から、混合ガス中の珪素化合物の含有率は、０．１〜１０体積％であることが好ましいが、更に好ましくは、０．１〜５体積％である。
【００９５】
上記記載のチタン化合物としては、テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物、モノチタン、ジチタンなどの金属水素化合物、二塩化チタン、三塩化チタン、四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
また、上記記載のタンタル化合物としては、テトラジメチルアミノタンタルなどの有機金属化合物、モノタンタル、ジタンタルなどの金属水素化合物、二塩化タンタル、三塩化タンタル、四塩化タンタルなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシタンタル、テトライソプロポキシタンタル、テトラブトキシタンタルなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
また、上記記載のアルミニウム化合物としては、テトラジメチルアミノアルミニウムなどの有機金属化合物、モノアルミニウム、ジアルミニウムなどの金属水素化合物、二塩化アルミニウム、三塩化アルミニウム、四塩化アルミニウムなどの金属ハロゲン化合物、テトラエトキシアルミニウム、テトライソプロポキシアルミニウム、テトラブトキシアルミニウムなどの金属アルコキシドなどを用いることが好ましいがこれらに限定されない。
【００９６】
反応性ガスに有機金属化合物を添加する場合、例えば、有機金属化合物としてＬｉ，Ｂｅ，Ｂ，Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｋ，Ｃａ，Ｓｃ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｄ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｓｎ，Ｓｂ，Ｃｓ，Ｂａ，Ｌａ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｔｌ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕから選択される金属を含むことができる。より好ましくは、これらの有機金属化合物が金属アルコキシド、アルキル化金属、金属錯体から選ばれるものが好ましい。
【００９７】
本実施の形態において膜が誘電体膜である場合、屈折率が１．８５〜２．６０の酸化チタンを主成分とする高屈折率層および屈折率が１．３０〜１．５７の酸化ケイ素を主成分とする低屈折率層を樹脂基材またはガラス基材表面に連続して設けることが好ましい。好ましくは樹脂基材からなるフィルム上に紫外線硬化樹脂層を設けた後、直ちにプラズマ状態での処理によって高屈折率層及び低屈折率層を設けることがより膜と樹脂基材との密着性を高め、クラックの発生を低減することになる。また、高屈折率層においては、酸化チタンを主成分とし、屈折率が２．２以上であることが特に好ましい。
【００９８】
本実施の形態において膜が誘電体膜である場合、高屈折率層及び低屈折率層の炭素含有率は、ともに０．２〜５質量％であることが下層との密着性と膜の柔軟性（クラック防止）のために好ましい。より好ましくは炭素含有率は０．３〜３質量％である。すなわち、プラズマ状態での処理によって形成された層は有機物（炭素原子）を含んでいるため、その範囲が膜に柔軟性を与えるため、膜の密着性に優れ好ましい。炭素の比率が多くなりすぎると経時で屈折率が変動しやすくなる傾向があり、好ましくない。
【００９９】
図３、４，６の装置もしくは他の処理装置により、処理を行う場合、電極間に印加する高周波電圧の周波数の上限値は、好ましくは１５０ＭＨｚ以下である。また、高周波電圧の周波数の下限値としては、１００ｋＨｚを超え、好ましくは２００ｋＨｚ以上、さらに好ましくは８００ｋＨｚ以上である。
【０１００】
また、電極間に供給する電力の下限値は、１．０Ｗ／ｃｍ２以上、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ２以上であり、上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ２以下、さらに好ましくは２０Ｗ／ｃｍ２以下である。尚、電極における電圧の印加面積（／ｃｍ２）は、放電が起こる範囲の面積のことを指す。
【０１０１】
さらに、電極間に印加する高周波電圧は、断続的なパルス波であっても、連続したサイン波であっても構わないが、本発明の効果を高く得るためには、連続したサイン波であることが好ましい。
【０１０２】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明で適用可能な処理は、大気圧プラズマ法に限らず、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、塗布による成膜処理であって良い。これらについては良く知られているので、詳細な説明は記載しない。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストであるにもかかわらず、成形型を高精度に支持できる成形装置及び成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる処理方法を説明するための図である。
【図２】成型品１０の斜視図である。
【図３】大気圧プラズマ法により成膜を行うためのプラズマ処理装置３０を示す斜視図である。
【図４】大気圧プラズマ法により成膜を行うためのプラズマ処理装置４０を示す斜視図である。
【図５】第２の実施の形態にかかる成型品の一部を示す図である。
【図６】大気圧プラズマ法により成膜を行うための別なプラズマ処理装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 上型
２ 下型
１０ 成型品
１１ スプルー部
１２ ランナー部
１３ ゲート部
１４ 光学部品の素材
３０、４０ プラズマ放電処理装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of processing a product material, and more particularly to a method of processing a high-performance product such as an optical component.
[0002]
[Prior art]
For example, an optical component formed by injection molding a resin material is mounted on an optical device such as a camera or an optical pickup device so as to exhibit a highly accurate optical function. By the way, in such an optical component, an antireflection film or the like is applied to an optical surface in order to exhibit a higher function. Such an antireflection film or the like can be formed through a technique such as an atmospheric pressure plasma method.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when an optical component is injection-molded, generally, a resin material is fed from a nozzle which is a discharge port of a molten resin through a central passage, and the fed resin material is further passed through a plurality of distribution passages. Then, the resin material is filled into a mold (called a cavity) for an optical component through a narrow passage. The resin material becomes the material of the optical component by solidifying in the mold for the optical component, but the resin material solidified in other passages cannot be the material of the optical component and is usually discarded It is. Here, the resin material solidified in the central passage is called a sprue portion, the resin material solidified in the distribution passage is called a runner portion, and the resin material solidified in a narrow passage leading to a molding die for an optical component is a gate portion. I'm calling
[0004]
According to the prior art, when the mold is released after the injection molding, and the material of the optical component is obtained, the gate portion and the material of the optical component are separated and stored in a storage tray or the like before the next process. The optical component is finally obtained by performing a surface treatment such as an anti-reflection coating while holding a part of the material of the optical component using a jig or the like. However, when the gate is separated from the material of the optical component, foreign matter such as cutting powder may adhere to the optical surface of the material of the optical component. In addition, the optical surface may be damaged during storage in the storage tray. If the surface treatment is performed in such a state, there is a possibility that a film formation defect that degrades the optical performance may be caused. In addition, since optical components are generally small components, a supporting portion may be provided in advance so as to be reliably supported by a jig. It is not always necessary to demonstrate
[0005]
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and has as its object to provide a method of processing a product material that can further improve processing quality without increasing costs.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The method for processing a product material according to claim 1, wherein the molten resin material is injected into a mold through a non-gate portion other than a gate portion and the gate portion. In the above, after the resin material is solidified, a step of cutting the resin material at the non-gate portion, and a step of treating the product material while being connected to the gate portion while supporting the non-gate portion The cutting powder adheres to the product material by cutting the resin material at least at the non-gate portion separated from the product material (for example, the material of the optical component) with the gate portion interposed therebetween. Can be suppressed, and the subsequent processing quality can be improved. Further, since the product material can be processed while supporting the non-gate portion, there is no need to provide a support portion in the product material itself, and product design can be performed more easily. Preferably, the non-gate portion to be cut is a runner portion or a sprue portion connected to the gate portion. The gate portion refers to a resin portion that connects a passage forming the runner portion and a molding die of a product material and is formed from a passage portion having a smaller sectional area than the passage forming the runner portion. Examples of the resin material include, but are not limited to, acrylic resins, polycarbonate resins, polyolefin resins, norbornene resins, and the like.
[0007]
The method for treating a product material according to claim 2, wherein the step of treating the product material includes a step of subjecting the product material to a surface treatment. Through the effects of the invention, processing quality can be improved.
[0008]
In the method for treating a product material according to claim 3, it is preferable that the surface treatment is a film forming treatment by an atmospheric pressure plasma method.
[0009]
The atmospheric pressure plasma method used in the method for processing a product material according to claim 4, wherein the high-frequency voltage exceeds 100 kHz and 1 W / cm. 2 Supplying the above power between the electrodes, and having a step of causing a discharge between the electrodes, when a film is formed on the surface of the product material, a film that is more uniform, dense, and has high adhesion to the surface. Can be formed.
[0010]
In the method for processing a product material according to claim 5, when the high-frequency voltage is a continuous sine wave, a film can be formed which is more uniform, dense, and has high adhesion to the surface.
[0011]
In the method of treating a product material according to claim 6, it is preferable that the surface treatment is a film forming process by a vacuum evaporation method.
[0012]
In the method for treating a product material according to claim 7, it is preferable that the surface treatment is a film forming treatment by a sputtering method.
[0013]
In the method for treating a product material according to claim 8, it is preferable that the surface treatment is a film forming process by a CVD method.
[0014]
In the method for treating a product material according to a ninth aspect, it is preferable that the surface treatment is a film forming process by coating.
[0015]
The method for treating a product material according to claim 10, wherein the method preferably includes a step of transporting the product material to, for example, a surface treatment apparatus in a next process, while supporting the non-gate portion. The product material can be transported while supporting the non-gate portion.
[0016]
The method for processing a product material according to claim 11, wherein the non-gate portion has a non-circular cross section (for example, a D-shaped cross section) at least in part, and supports the non-gate portion when supporting the non-gate portion. This has the effect of suppressing relative rotation between the two.
[0017]
The method of processing a product material according to the twelfth aspect may further include a step of separating the gate portion from the processed product material, whereby a high-quality final product can be formed.
[0018]
According to the method for processing a product material according to claim 13, when an optical component is formed from the product material, a higher-quality optical component can be formed. The optical components include, for example, lenses, prisms, diffraction grating optical components (diffraction lenses, diffraction prisms, diffraction plates), optical filters (spatial low-pass filters, wavelength band-pass filters, wavelength low-pass filters, wavelength high-pass filters, etc.), and polarized light. A filter (an analyzer, an optical rotator, a polarization splitting prism, etc.) and a phase filter (a phase plate, a hologram, etc.) are conceivable, but are not limited thereto.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a molding die for describing a processing method according to the present embodiment. As shown in FIG. 1A, in a state where the upper mold 1 and the lower mold 2 are put together, a central passage 3A extending from the upper surface of the upper mold 1 so as to spread downward in the figure is provided in the mold. A distribution passage 3B extending radially from the vicinity of the lower end of the central passage 3A; a cavity 3D disposed on an extension of the distribution passage 3B; and a cross-sectional area of the distribution passage 3B connecting the cavity 3D and the distribution passage 3B. A small gate passage 3C is formed.
[0020]
When the molten resin material is discharged from the nozzle port 1a of the upper die 1 into the central passage 3A from this state, the resin material is filled into the cavity 3D via the distribution passage 3B and the gate passage 3C, and then solidified. Here, the upper die 1 and the lower die 2 can be separated by being cut at a portion of the nozzle opening 1a (it can be said that it is a part of a sprue portion described later, but in short, a non-gate portion).
[0021]
Further, as shown in FIG. 1B, when the upper mold 1 and the lower mold 2 are released, a molded product 10 is obtained from the solidified resin material. The molded product 10 includes a sprue portion 11 formed by solidifying the resin material in the central passage 3A, a runner portion 12 formed by solidifying the resin material in the distribution passage 3B, and a resin material formed in the gate passage 3C. Has a gate portion 13 formed by solidification, and a material (product material) 14 of an optical component formed by solidification of a resin material in the cavity 3D.
[0022]
FIG. 2 is a perspective view of the molded product 10. In FIG. 2, the upper part of the sprue portion 11 of the molded product 10 is nipped by a pair of openable and closable arms 20 provided in the transfer device, lifted up as it is, and transferred to the processing position of the next step. Has become. In addition, temporary storage is also possible by supporting the lower end of the sprue part 11 with a jig (not shown).
[0023]
FIG. 3 is a perspective view showing a plasma processing apparatus 30 for forming a film by an atmospheric pressure plasma method as a surface treatment. In FIG. 3, reference numerals 31, 32, 31 ', and 32' are plate electrodes having a rectangular shape and the same size. The plate electrodes 31 and 32 are arranged so as to face each other, and the plate electrodes 31 'and 32''Are also arranged to face each other. Further, the plate electrode 32 and the plate electrode 32 'are also arranged so as to face each other. Further, each plate electrode is arranged with four corners aligned. Opposite surfaces of the plate electrodes 31 and 32 and the plate electrodes 31 ′ and 32 ′ are covered with a dielectric, and the dielectric is made of Al. 2 O 3 After thermal spraying of ceramics, sealing treatment was performed with alkoxysilane.
[0024]
It is sufficient that at least one of the plate electrodes 31, 32 and the opposite surface of at least one of the plate electrodes 31 ', 32' are covered with a dielectric material. May be.
[0025]
Metals such as silver, platinum, stainless steel, aluminum and iron can be used as the electrode material. Stainless steel is easy to process and can be preferably used. As the dielectric, silicate glass, borate glass, phosphate glass, germanate glass, tellurite glass, aluminate glass, vanadate glass, etc. can be used. . Among these, borate glass is easy to process. It is also preferable to use ceramics obtained by sintering ceramics having high airtightness and high heat resistance. Examples of the material of the ceramic include alumina-based, zirconia-based, silicon nitride-based, and silicon carbide-based ceramics. Among them, alumina-based ceramics are preferable. 2 O 3 It is preferable to use The thickness of the alumina-based ceramic is preferably about 1 mm, and the volume resistivity is 10 mm. 8 Ω · cm or more is preferable.
[0026]
The ceramic is preferably sealed with an inorganic material, thereby improving the durability of the electrode.
[0027]
Sealing treatment is a method in which a sol containing a metal alkoxide as a sealing agent as a main raw material is applied to the ceramic, then the gel is cured by being gelled to form a strong three-dimensional bond and a metal having a uniform structure. With the oxide, the ceramics can be sealed.
[0028]
Further, it is preferable to perform energy treatment to promote the sol-gel reaction. By subjecting the sol to energy treatment, three-dimensional metal-oxygen-metal bonding can be promoted.
[0029]
The energy treatment is preferably a plasma treatment, a heat treatment at 200 ° C. or lower, or a UV treatment.
[0030]
Opposite gaps between the opposed plate electrodes 31, 32, between the plate electrodes 31 ', 32', and between the plate electrodes 32, 32 'are closed by lids 39, 39'. The gap between the electrodes refers to a passage through which gas or the like can move between opposing electrodes (a region existing between the electrodes) and another region. Not included. Closing the gap means closing the passage so that gas or the like cannot move between the electrodes and other regions. Since the plate electrodes 31, 32, 31 'and 32' are rectangular plate electrodes, gaps are formed in four directions between the opposed plate electrodes 31, 32, between the plate electrodes 31 'and 32', and between the plate electrodes 32 and 32 '. Will have.
[0031]
Reference numerals 33 and 33 'denote inert gas inlets for introducing an inert gas between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31' and 32 ', and a gap between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31' and 32 '. Of these, one of the facing gaps that is not closed by the lids 39 and 39 ′ is used as the inert gas introduction ports 33 and 33 ′. The inert gas inlet 33 and the inert gas inlet 33 'use a gap in the same direction.
[0032]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 shown in FIG. 3, the inert gas inlets 33 and 33 'are used as they are with the gaps between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31' and 32 'as they are. Although it is used as 33 ', by further providing a member in the gap, the inert gas inlets 33, 33' can be efficiently supplied with inert gas between the plate electrodes 31, 32 and between the plate electrodes 31 ', 32'. It is preferable to have a shape that can be easily introduced.
[0033]
Reference numerals 34 and 34 'denote an excitation inert gas for discharging an excited inert gas generated between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31' and 32 'to the outside between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31' and 32 '. Of the gaps between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31 ′ and 32 ′, the gaps facing the inert gas introduction ports 33 and 33 ′ are used as the excited inert gas discharge ports 34 and 34 ′, respectively. . Therefore, the excited inert gas discharge port 34 and the excited inert gas discharge port 34 'use a gap in the same direction.
[0034]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 shown in FIG. 3, the excited inert gas discharge ports 34, 34 'are formed by directly exchanging part of the gap between the electrodes 31, 32 and between the electrodes 31', 32 '. By using a member such as a nozzle in the gap, the excited inert gas generated between the plate electrodes 31 and 32 and between the plate electrodes 31 'and 32' is discharged to the outside. In doing so, it is preferable that the emission angle and emission intensity can be adjusted.
[0035]
Reference numeral 35 denotes a reaction gas inlet for introducing a reaction gas between the electrodes 32 and 32 '. Of the gaps between the electrodes 32 and 32', the gaps between the facing gaps which are not closed by the lids 39 and 39 '. One gap is used as a reaction gas inlet 35. The reaction gas inlet 35 uses a gap in the same direction as the inert gas inlets 33 and 33 '.
[0036]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 shown in FIG. 3, the reaction gas inlet 35 has a part of the gap formed between the electrodes 32 and 32 'as the reaction gas inlet 35 as it is. It is preferable to form the reaction gas inlet 35 into a shape that allows the reaction gas to be efficiently and easily introduced between the plate electrodes 32 and 32 ′.
[0037]
Reference numeral 36 denotes a reaction gas discharge port for discharging the reaction gas introduced between the electrodes 32 and 32 'to the outside between the electrodes 32 and 32'. The gap facing the port 35 is used as a reaction gas discharge port 36. Accordingly, the reaction gas outlet 6 uses a gap in the same direction as the excited inert gas outlets 34 and 34 '.
[0038]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 shown in FIG. 3, a part of the gap between the electrodes 32 and 32 'is used as the reactant gas outlet 36 as the reactant gas outlet 36. It is preferable to provide a suitable member so that the emission angle and emission intensity can be adjusted when the reaction gas existing between the plate electrodes 32 and 32 'is emitted to the outside.
[0039]
As described above, the reaction gas discharge port 36 and the excited inert gas discharge ports 34 and 34 ′ use the gaps in the same direction, and the reaction gas discharge port 36 has the excitation inert gas discharge port 34 and the excitation inert gas discharge port 34. The structure is sandwiched between the active gas discharge ports 34 '. Therefore, the reaction gas released from the reaction gas discharge port 36 is sandwiched between the excited inert gas released from the excited inert gas discharge port 34 and the excited inert gas released from the excited inert gas discharge port 34. Contact in the state. As a result, the reaction gas is efficiently turned into plasma.
[0040]
In the present embodiment, one reaction gas discharge port is sandwiched between two excited inert gas discharge ports. However, a pair of plate electrodes for newly releasing the excited inert gas is provided, and a new reaction gas discharge port is provided therebetween. Is provided, and as the structure, the excited inert gas discharge port, the reaction gas discharge port, the excited inert gas discharge port, the reaction gas discharge port, the excited inert gas discharge port are arranged in order from the end so as to be sandwiched. Is also good.
[0041]
Preferred examples of the reaction gas used in the present invention include an organic fluorine compound and a metal compound. By using an organic fluorine compound, a low refractive index layer or an antifouling layer useful for an antireflection layer or the like can be formed. With a metal compound, a low refractive index layer, a medium refractive index layer, a high refractive index layer, a gas barrier layer, an antistatic layer, and a transparent conductive layer can be formed.
[0042]
As the organic fluorine compound, a gas such as fluorocarbon or fluorocarbon is preferable. For example, methane fluoride, ethane fluoride, tetrafluoromethane, hexafluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethylene, Fluorocarbon compounds such as 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane, hexafluoropropene and 6-fluoropropylene; 1,1-difluoroethylene, 1,1,1,2-tetrafluoroethane Fluorinated hydrocarbon compounds such as 1,1,2,2,3-pentafluoropropane; fluorinated hydrocarbon compounds such as difluorodichloromethane and trifluorochloromethane; 1,1,1,3,3,3-hexa Fluorinated alcohols such as fluoro-2-propanol, 1,3-difluoro-2-propanol and perfluorobutanol; vinyl Fluorinated carboxylic esters such as trifluoroacetate and 1,1,1-trifluoroethyl trifluoroacetate; and fluorinated ketones such as acetyl fluoride, hexafluoroacetone and 1,1,1-trifluoroacetone , But is not limited to these.
[0043]
As the organic fluorine compound, it is preferable to select a compound that does not generate corrosive gas or harmful gas by the plasma discharge treatment, but it is also possible to select a condition that does not generate such gas. When an organic fluorine compound is used as a reactive gas useful in the present invention, it is preferable that the organic fluorine compound be a gas at normal temperature and normal pressure, because it can be used as it is as a reactive gas component most suitable for achieving its purpose. On the other hand, in the case of a liquid or solid organofluorine compound at normal temperature and normal pressure, it may be used after being vaporized by means such as a vaporizer such as heating or decompression, or dissolved in an appropriate organic solvent and sprayed or It may be used after being evaporated.
[0044]
Examples of the metal compound include Al, As, Au, B, Bi, Ca, Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Ga, Ge, Hg, In, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, and Pt. , Rh, Sb, Se, Si, Sn, Ti, V, W, Y, Zn or Zr, and other metal compounds or organometallic compounds, such as Al, Ge, In, Sb, Si, Sn, Ti, W, Zn or Zr is preferably used as the metal compound, and particularly, a silicon compound, a titanium compound, a tin compound, a zinc compound, an indium compound, an aluminum compound, a copper compound, and a silver compound are preferable.
[0045]
Examples of the silicon compound include alkylsilanes such as dimethylsilane, tetramethylsilane, and tetraethylsilane; tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltrimethoxysilane, and ethyltriethoxysilane. Organic silicon compounds such as silicon alkoxides; silicon hydride compounds such as monosilane and disilane; silicon halide compounds such as dichlorosilane, trichlorosilane and tetrachlorosilane; and other organosilanes, all of which can be preferably used. . These can be used in appropriate combination. The silicon compound is preferably a silicon alkoxide, an alkylsilane, or a silicon hydride compound from the viewpoint of handling. Since there is no corrosiveness, no generation of harmful gas, and little contamination in the process, silicon alkoxide is particularly preferable as an organic silicon compound. Is preferred.
[0046]
As the titanium compound, tin compound, zinc compound, indium compound, aluminum compound, copper compound and silver compound, organometallic compounds, metal halide compounds, metal hydride compounds, and metal alkoxide compounds are preferable. The organic component of the organometallic compound is preferably an alkyl group, an alkoxide group, or an amino group, and preferably includes tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetrabutoxytitanium, tetradimethylaminotitanium and the like. Organic titanium compounds, organic tin compounds, organic zinc compounds, organic indium compounds, organic aluminum compounds, organic copper compounds, and organic silver compounds are very useful for forming a medium refractive index layer or a high refractive index layer. Examples of the metal halide compound include titanium dichloride, titanium trichloride, and titanium tetrachloride, and examples of the metal hydride compound include monotitanium and dititanium. In the present invention, a titanium-based organometallic compound can be preferably used.
[0047]
As the inert gas, a rare gas such as He or Ar is preferably used, and a rare gas obtained by mixing He and Ar is also preferable. The ratio of the inert gas in the gas is 90% by volume to 99.9% by volume. It is preferable that Although it is preferable to increase the Ar gas component in the inert gas from the viewpoint of efficiently generating atmospheric pressure plasma, it is preferable to use 90 to 99.9% by volume of the Ar gas component from the viewpoint of cost. preferable.
[0048]
The inert gas may be a mixture of hydrogen gas or oxygen gas in an amount of 0.1% by volume to 10% by volume with respect to the inert gas. Can be significantly improved.
[0049]
Reference numeral 37 denotes a high frequency power supply for applying a high frequency voltage between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31 'and 32'. Reference numeral 38 denotes a ground, and the electrodes 32 and 32 'are grounded to the ground 38.
[0050]
The inert gas existing between the plate electrodes 31 and 32 and between the plate electrodes 31 ′ and 32 ′ is made to exist under the atmospheric pressure or a pressure close to the atmospheric pressure. By applying a voltage between the plate electrodes 31 'and 32', the inert gas is excited to generate an excited inert gas.
[0051]
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the molded product 10 is appropriately moved while the sprue portion 11 is supported by the arm 20 (FIG. 2), and the material 14 of one optical component is subjected to the atmospheric pressure plasma processing apparatus. It is located below between the ten electrodes. The material 14 of the optical component has a reaction gas discharged from the reaction gas discharge port 36 in the reaction gas discharge direction of the reaction gas discharge port 36 and the excited inert gas discharge direction of the excited inert gas discharge ports 34 and 34 '. Is disposed at a position where it is brought into contact with the plasma-generated reaction gas generated by contact with the excited inert gas discharged from the excited inert gas discharge ports 34 and 34 ′, thereby performing surface treatment (for example, A reflective coat, a hard coat, etc.).
[0052]
More specifically, an inert gas is introduced between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31 'and 32' from the inert gas introduction ports 33 and 33 ', and between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31' and 32 '. And an inert gas at atmospheric pressure or near atmospheric pressure. A high-frequency voltage is applied between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31 ′ and 32 ′ by a high-frequency power source 37 to excite an inert gas existing between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31 ′ and 32 ′, thereby exciting an inert gas. Generate. The excited inert gas generated between the electrodes 31 and 32 and between the electrodes 31 ′ and 32 ′ is pushed by the inert gas newly introduced from the inert gas inlets 33 and 33 ′, and the cover 39. , 39 ′, the gaps in the side direction of the electrodes are closed, so that they are discharged from the excited inert gas discharge ports 34, 34 ′ to between the electrodes 31, 32 and to outside the electrodes 31 ′, 32 ′. .
[0053]
On the other hand, a reaction gas is introduced between the electrodes 32 and 32 'from the reaction gas inlet 35. The reactant gas introduced between the electrodes 32 and 32 'is pushed by the reactant gas newly introduced from the reactant gas inlet 35, and the gap in the lateral direction of the electrode is closed by the lids 39 and 39'. Therefore, the gas is discharged from the reaction gas discharge port 36 to the outside between the electrodes 32 and 32 '.
[0054]
The reaction gas discharged from the reaction gas discharge port 36 comes into contact with the excited inert gas discharge port 34 and the excited inert gas discharged from the excitation inert gas discharge port 34 'so as to be in contact with each other. It is turned into plasma and a desired film forming process is performed. At this time, the material 14 of the optical component to be processed is in a state where the gate portion 13 is not cut, so that the cutting powder is prevented from adhering to the optical surface and the storage tray is prevented from being damaged. Accurate film processing becomes possible. In addition, by not cutting at the gate portion 13, the time from molding to surface treatment is shortened, so that there is also an effect that the coating is easily adapted.
[0055]
Since the atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 performs the surface treatment of the base material outside between the electrodes, the optical component material 14 is not limited to a sheet-shaped base material such as a support, but may be of various sizes and shapes. Can be processed. For example, a substrate having a thickness such as a lens shape or a spherical shape can be subjected to surface treatment.
[0056]
When the processing of the material 14 of one optical component is completed, the arm 20 is rotated in place, and the material 14 of the adjacent optical component is opposed to the electrode, and the same processing is performed. After the surface treatment of all the optical component materials 14 (six in FIG. 2) has been completed, the arm 20 of the transfer device moves while holding the molded product 10. The wafer is conveyed from the processing position shown in the figure, and is further completed as an optical component by further cutting the gate portion 13. As described above, according to the present embodiment, the gate portion 13 remains connected to the optical component material 14 until the surface treatment is completed. Therefore, the optical component material 14 is removed from the storage tray with the jig and gripped. This eliminates the need for a step of performing processing, thereby enabling rapid processing.
[0057]
The electrode system used in the atmospheric pressure plasma processing apparatus 30 shown in FIG. 3 includes electrodes 31, 32, 31 ', and 32', and a voltage is applied between the electrodes 31, 32 and between the electrodes 31 ', 32'. However, by providing a plurality of electrode systems, and further providing an inert gas inlet, an excited inert gas outlet, a reaction gas inlet, and a reaction gas outlet for each electrode system, This is preferable because the surface treatment can be performed a plurality of times. Thereby, a plurality of films (for example, an antireflection coat) having different components can be formed on the material 14 of the optical component.
[0058]
FIG. 4 is a perspective view showing another atmospheric pressure plasma processing apparatus 40. In the following description of the drawings, the description of the same reference numerals as those described in the description of the above-described drawings and the description related thereto may be omitted, but unless otherwise specified, the above-described drawings will be omitted. It is the same as the description.
[0059]
41 is an inner electrode and 42 is an outer electrode. The inner electrode 41 and the outer electrode 42 are cylindrical electrodes, and the inner electrode 41 is arranged concentrically inside the cylindrical tube of the outer electrode 42.
[0060]
In the present embodiment, the opposing surfaces of the inner electrode 41 and the outer electrode 42 are both covered with the dielectric, but if the opposing surface of any one of the inner electrode 41 and the outer electrode 42 is coated with the dielectric. Good.
[0061]
As the inner electrode 41 and the outer electrode 42, the electrodes and dielectrics used for the electrodes 31, 32, 31 ', and 32' described above with reference to FIG. 3 can be used.
[0062]
Reference numeral 43 denotes an inert gas inlet for introducing an inert gas between the inner electrode 41 and the outer electrode 42. The region between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 is a region excluding the region inside the cylindrical tube of the outer electrode 42 and the region inside the cylindrical tube of the outer electrode 42. The inert gas inlet 43 uses one of the gaps between the inner electrode 41 and the outer electrode 42.
[0063]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 shown in FIG. 4, the inert gas inlet 43 uses a part of the gap between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 as the inert gas inlet 43 as it is. In addition, it is preferable that the inert gas introduction port 43 be formed into a shape that allows the inert gas to be efficiently and easily introduced between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 by further providing a member.
[0064]
Reference numeral 44 denotes an excited inert gas discharge port for discharging the excited inert gas generated between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 to the outside between the inner electrode 41 and the outer electrode 42. The gap that is not used as the inert gas inlet 43 among the gaps between the electrodes 42 is used.
[0065]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 shown in FIG. 4, the excited inert gas discharge port 44 is a part of the gap between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 as the excited inert gas discharge port 44 as it is. It is preferable that a member such as a nozzle is further provided so that the emission angle and emission intensity can be adjusted when the excited inert gas generated between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 is emitted to the outside.
[0066]
Reference numeral 45 denotes a reaction gas inlet for introducing a reaction gas into the tube of the inner electrode 41, and one of the ports of the tube of the inner electrode 41 is used as the reaction gas inlet 45. The reaction gas inlet 45 has the same direction as the inert gas inlet 43.
[0067]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 shown in FIG. 4, the reaction gas inlet 45 uses a part of the opening of the cylindrical tube of the inner electrode 41 as it is as the reaction gas inlet 45. By providing a member, it is preferable that the reaction gas introduction port 45 be shaped so that the reaction gas can be efficiently and easily introduced into the cylindrical tube of the inner electrode 41.
[0068]
Reference numeral 46 denotes a reaction gas discharge port for discharging the reaction gas introduced into the tube of the inner electrode 41 to the outside of the tube, and is used as the reaction gas inlet 45 of the tube of the inner electrode 41. Use the other mouth. Therefore, the reaction gas outlet 46 is in the same direction as the excited inert gas outlet 44.
[0069]
In the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 shown in FIG. 4, a part of the mouth of the cylindrical tube of the inner electrode 41 is used as it is as the reaction gas discharge port 46. However, a member such as a nozzle is further provided at the mouth of the cylindrical tube. When the reaction gas is discharged to the outside, it is preferable that the discharge angle and the discharge intensity can be adjusted.
[0070]
As described above, the reaction gas outlet 46 and the excited inert gas outlet 44 are provided in the same direction, and the reaction gas outlet 46 has a structure surrounded by the excited inert gas outlet 44. . Therefore, the reaction gas discharged from the reaction gas discharge port 46 comes into contact with the reaction gas while being surrounded by the excited inert gas discharged from the excited inert gas discharge port 44. Thereby, the reaction gas is efficiently turned into plasma.
[0071]
In the present embodiment, the structure is such that one reaction gas discharge port is surrounded by an excited inert gas discharge port. However, a cylindrical inner electrode and an outer electrode are newly provided inside the inner electrode, and the reaction is similarly performed. A gas discharge port and an inert gas discharge port are provided.The structure of the reaction gas discharge port, the excited inert gas discharge port, the reaction gas discharge port, and the excited inert gas discharge port is arranged in this order from the inside. Is preferred because it wraps and comes into contact with the excited inert gas and further comes into contact with it.
[0072]
The electrode system used in the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 of FIG. 4 includes an inner electrode 41 and an outer electrode 42, and a voltage is applied between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 by a high-frequency power supply 37. However, by providing a plurality of these electrode systems, and further providing an inert gas inlet, an excited inert gas outlet, a reaction gas inlet, and a reaction gas outlet in each electrode system, the surface treatment of the substrate can be performed. This is preferable because it can be performed a plurality of times. Thus, a plurality of films having different components can be formed on the material 14 of the optical component. This is effective for forming an antireflection film or the like by providing a low refractive index layer such as silicon oxide and a high refractive index layer such as titanium oxide and silicon nitride in a multilayer shape.
[0073]
Next, an atmospheric pressure plasma processing method using the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 shown in FIG. 4 will be described. An inert gas is introduced between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 from the inert gas inlet 43 to cause the inert gas to exist between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 at or near atmospheric pressure. . A high-frequency voltage is applied between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 by the high-frequency power source 37 to excite an inert gas existing between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 to generate an excited inert gas. The excited inert gas generated between the inner electrode 41 and the outer electrode 42 is pushed out by the inert gas newly introduced from the inert gas inlet 43, so that the inner side is outside the excited inert gas outlet 44. It is emitted outside from between the electrode 41 and the outer electrode 42.
[0074]
On the other hand, a reaction gas is introduced into the cylindrical tube of the inner electrode 41 from the reaction gas introduction port 45, and the reaction gas is discharged from the reaction gas discharge port 46. The reaction gas discharged from the reaction gas discharge port 46 comes into contact with the reaction gas so as to be wrapped in the excited inert gas discharged from the excitation inert gas discharge port 44 surrounding the reaction gas discharge port 46, and the reaction gas is plasma. Be converted to
[0075]
With the sprue portion 11 being supported by the arm 20 (FIG. 2), the molded product 10 is appropriately moved, and the material 14 of one optical component is disposed below the electrodes of the atmospheric pressure plasma processing apparatus 10. Material 40 is subjected to an appropriate surface treatment. Also in the present embodiment, the sprue portion 11 (FIG. 2) is gripped and transported while the gate portion 13 is connected to the optical component material 14 until the surface treatment is completed. In addition, the processing quality can be improved and the processing can be performed quickly.
[0076]
FIG. 5 is a diagram illustrating a part of a molded product according to the second embodiment. In the present embodiment, the shape of the upper die is changed, and the cross-sectional shape of the runner portion 12 is D-shaped, that is, the upper surface 12a is flat. Further, in the present embodiment, the molded product is cut by the runner portion 12 (non-gate portion) before the surface treatment is performed. That is, the optical component material 14 is connected to only a part of the runner portion 12 via the gate portion 13.
[0077]
When processing is performed by the atmospheric pressure plasma processing apparatus 40 shown in FIGS. 3 and 4, the upper and lower portions of the runner section 12 are gripped by a pair of arms 20 ', and can be transported to a processing position. In such a case, if the gripping surface of the upper arm 20 ′ is a flat surface, by contacting the upper surface 12 a of the runner portion 12, careless rotation of the runner portion 12 with respect to the arm 20 ′ is suppressed. Note that the lower arm 20 ′ may be recessed in accordance with the cylindrical surface of the runner section 12.
[0078]
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a plasma discharge processing apparatus that can execute the atmospheric pressure plasma method. 6, a mixed gas of an inert gas and a reactive gas is introduced into a slit-shaped discharge space 22 in which a dielectric material 21 is coated on a metal base material 20 from the upper part of the figure, and a high frequency voltage is applied by a power supply 37. The reactive gas is turned into a plasma state by the above, and the reactive gas in the plasma state is sprayed onto the material 14 of the optical component to form a coating film on the surface thereof.
[0079]
In the present invention, the treatment in the above-mentioned plasma state is performed at or near atmospheric pressure. Here, near atmospheric pressure means a pressure of 20 kPa to 110 kPa, but the effects described in the present invention can be preferably obtained. Therefore, 93 kPa to 104 kPa is preferable.
[0080]
Further, in the discharge electrode according to the film forming method of the present invention, the electrode is adjusted so that the maximum height (Rmax) of the surface roughness defined by JIS B 0601 of at least the side in contact with the base material is 10 μm or less. It is preferable from the viewpoint of obtaining the effects described in the present invention, but more preferably, the maximum value of the surface roughness is adjusted to 8 μm or less, and particularly preferably adjusted to 7 μm or less. Further, the center line average surface roughness (Ra) specified in JIS B 0601 is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.1 μm or less.
[0081]
Next, the mixed gas according to the film forming method of the present invention will be described. In carrying out the film forming method of the present invention, the gas to be used depends on the kind of the film to be provided on the resin substrate having a light-transmitting property, but basically, an inert gas and a film are formed. Mixed gas with a reactive gas. The reactive gas is preferably contained at 0.01 to 10% by volume based on the mixed gas. As the thickness of the thin film, a thin film having a thickness in the range of 0.1 nm to 1000 nm is obtained.
[0082]
Examples of the inert gas include Group 18 elements of the periodic table, specifically, helium, neon, argon, krypton, xenon, and radon. In order to obtain the effects described in this embodiment, helium, Argon is preferably used.
[0083]
The following can be used as the reactive gas. When the film is an alloy semi-permeable film, an organometallic compound containing Au, Ag, Cu, Pt, Ni, Pd, Se, Te, Rh, Ir, Ge, Os, Ru, Cr, W, Ir, Sn, and Zn Can be used. At this time, the reaction is performed in a reducing atmosphere. When the film is a dielectric film in which layers having different refractive indices are stacked, for example, a reactive gas containing an organic fluorine compound, a silicon compound (a low refractive index layer), or a titanium compound (a high refractive index layer) is used. Can be provided.
[0084]
As the organic fluorine compound, a fluorocarbon gas, a fluorohydrocarbon gas or the like is preferably used. Examples of the carbon fluoride gas include carbon tetrafluoride and carbon hexafluoride, specifically, methane tetrafluoride, ethylene tetrafluoride, propylene hexafluoride and cyclobutane octafluoride. Examples of the fluorocarbon gas include methane difluoride, ethane tetrafluoride, propylene tetrafluoride, and propylene trifluoride.
[0085]
Further, it is possible to use a halogenated fluorocarbon compound such as trichloromethane monochloride, dichloromethane monochloromethane, and dichlorotetrafluorocyclobutane, or a fluorine-substituted organic compound such as alcohol, acid and ketone. It is possible, but not limited to these. Further, these compounds may have an ethylenically unsaturated group in the molecule, and these compounds may be used alone or as a mixture.
[0086]
When the above-described organic fluorine compound is used in the mixed gas, the content of the organic fluorine compound in the mixed gas is 0.1 to 10 from the viewpoint of forming a uniform thin film on the substrate by treatment in a plasma state. It is preferable that the content be 0.1% by volume, but more preferably 0.1 to 5% by volume.
[0087]
Further, when the organic fluorine compound according to the present embodiment is a gas at normal temperature and normal pressure, it can be used as it is as a component of the mixed gas, so that the method of the present embodiment can be most easily performed. However, when the organic fluorine compound is a liquid or solid at normal temperature and normal pressure, it may be used after being vaporized by a method such as heating or depressurization, or may be used after being dissolved in an appropriate solvent. .
[0088]
When the above-described titanium compound is used in the mixed gas, the content of the titanium compound in the mixed gas is 0.1 to 10% by volume from the viewpoint of forming a uniform layer on the substrate by treatment in a plasma state. However, it is particularly preferably 0.1 to 5% by volume.
[0089]
Further, the hardness of the film can be remarkably improved by containing 0.1 to 10% by volume of hydrogen gas in the above-mentioned mixed gas.
[0090]
Furthermore, by containing a component selected from oxygen, ozone, hydrogen peroxide, carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, and nitrogen in the mixed gas in an amount of 0.01 to 5% by volume, the reaction is promoted and the reaction is dense. A high-quality film can be formed.
[0091]
As the silicon compound and the titanium compound described above, a metal hydrogen compound and a metal alkoxide are preferable from the viewpoint of handling, and a metal alkoxide is preferably used because corrosiveness, no generation of harmful gas, and less contamination in the process are preferred. Can be
[0092]
In order to introduce the above-mentioned silicon compound and titanium compound between the electrodes which are discharge spaces, both may be in a gas, liquid or solid state at normal temperature and normal pressure. In the case of gas, it can be directly introduced into the discharge space, but in the case of liquid or solid, it is used after being vaporized by means such as heating, decompression, and ultrasonic irradiation. When a silicon compound or a titanium compound is used after being vaporized by heating, a metal alkoxide such as tetraethoxysilane or tetraisopropoxytitanium which is liquid at normal temperature and has a boiling point of 200 ° C. or lower is suitably used for forming a film. The metal alkoxide may be used after being diluted with a solvent. As the solvent, an organic solvent such as methanol, ethanol, or n-hexane, or a mixed solvent thereof can be used. In addition, since these diluting solvents are decomposed into molecules and atoms during the treatment in the plasma state, the influence on the formation of the layer on the resin substrate, the composition of the layer, and the like can be almost ignored. .
[0093]
Examples of the silicon compound described above include, for example, organic metal compounds such as dimethylsilane and tetramethylsilane, metal hydrogen compounds such as monosilane and disilane, metal halide compounds such as silane dichloride and silane trichloride, tetramethoxysilane, and tetraethoxysilane. It is preferable to use alkoxysilanes such as silane and dimethyldiethoxysilane, organosilanes, and the like, but not limited thereto. These can be used in appropriate combination.
[0094]
When the silicon compound described above is used in the mixed gas, the content of the silicon compound in the mixed gas is 0.1 to 10% by volume from the viewpoint of forming a uniform layer on the substrate by treatment in a plasma state. However, it is more preferably 0.1 to 5% by volume.
[0095]
Examples of the titanium compound described above include organometallic compounds such as tetradimethylaminotitanium; metal hydrogen compounds such as monotitanium and dititanium; metal halogen compounds such as titanium dichloride, titanium trichloride and titanium tetrachloride; tetraethoxytitanium; It is preferable to use a metal alkoxide such as isopropoxytitanium or tetrabutoxytitanium, but it is not limited thereto.
Examples of the tantalum compound described above include organometallic compounds such as tetradimethylaminotantalum, metal hydrogen compounds such as monotantalum and ditantalum, metal halide compounds such as tantalum dichloride, tantalum trichloride and tantalum tetrachloride, and tetraethoxy tantalum. It is preferable to use metal alkoxides such as tetraisopropoxy tantalum and tetrabutoxy tantalum, but not limited thereto.
Examples of the aluminum compound described above include organometallic compounds such as tetradimethylaminoaluminum, metal hydrogen compounds such as monoaluminum and dialuminum, metal halogen compounds such as aluminum dichloride, aluminum trichloride and aluminum tetrachloride, and tetraethoxy. It is preferable to use metal alkoxides such as aluminum, tetraisopropoxyaluminum, and tetrabutoxyaluminum, but not limited thereto.
[0096]
When an organometallic compound is added to the reactive gas, for example, Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Ir, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Hf, Ta, W, Tl, Pb, Bi, It may include a metal selected from Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu. More preferably, these organometallic compounds are preferably selected from metal alkoxides, alkylated metals, and metal complexes.
[0097]
In the present embodiment, when the film is a dielectric film, a high refractive index layer containing titanium oxide having a refractive index of 1.85 to 2.60 as a main component and silicon oxide having a refractive index of 1.30 to 1.57 It is preferable to continuously provide a low refractive index layer whose main component is a resin substrate or a glass substrate surface. Preferably, after the UV-curable resin layer is provided on the film made of the resin base material, the high-refractive-index layer and the low-refractive-index layer are immediately provided by treatment in a plasma state to improve the adhesion between the film and the resin base material. And the occurrence of cracks is reduced. It is particularly preferable that the high refractive index layer contains titanium oxide as a main component and has a refractive index of 2.2 or more.
[0098]
In this embodiment, when the film is a dielectric film, the carbon content of both the high refractive index layer and the low refractive index layer is preferably 0.2 to 5% by mass, and the adhesiveness to the lower layer and the flexibility of the film. It is preferable for its properties (prevention of cracks). More preferably, the carbon content is from 0.3 to 3% by mass. That is, since the layer formed by the treatment in the plasma state contains an organic substance (carbon atom), the range thereof gives flexibility to the film, and thus the film is preferably excellent in adhesion to the film. If the ratio of carbon is too large, the refractive index tends to fluctuate over time, which is not preferable.
[0099]
When processing is performed by the apparatus shown in FIGS. 3, 4, and 6 or another processing apparatus, the upper limit of the frequency of the high-frequency voltage applied between the electrodes is preferably 150 MHz or less. The lower limit of the frequency of the high-frequency voltage is higher than 100 kHz, preferably 200 kHz or more, and more preferably 800 kHz or more.
[0100]
The lower limit of the power supplied between the electrodes is 1.0 W / cm 2 Above, preferably 1.2 W / cm 2 And the upper limit is preferably 50 W / cm 2 Or less, more preferably 20 W / cm 2 It is as follows. The voltage application area (/ cm) at the electrode 2 ) Indicates the area of the area where the discharge occurs.
[0101]
Further, the high-frequency voltage applied between the electrodes may be an intermittent pulse wave or a continuous sine wave, but is a continuous sine wave in order to obtain a high effect of the present invention. Is preferred.
[0102]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and it is needless to say that modifications and improvements can be made as appropriate. For example, the processing applicable in the present invention is not limited to the atmospheric pressure plasma method, but may be a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, or a film formation processing by coating. These are well known and will not be described in detail.
[0103]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a molding apparatus and a molding method capable of supporting a molding die with high accuracy despite low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a processing method according to an embodiment;
FIG. 2 is a perspective view of a molded product 10.
FIG. 3 is a perspective view showing a plasma processing apparatus 30 for forming a film by an atmospheric pressure plasma method.
FIG. 4 is a perspective view showing a plasma processing apparatus 40 for forming a film by an atmospheric pressure plasma method.
FIG. 5 is a view showing a part of a molded product according to a second embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another plasma processing apparatus for forming a film by an atmospheric pressure plasma method.
[Explanation of symbols]
1 Upper type
2 lower mold
10 Molded products
11 Sprue part
12 Runner part
13 Gate section
14 Materials for optical components
30, 40 Plasma discharge treatment device
