JP2006224611A

JP2006224611A - 金型の洗浄方法

Info

Publication number: JP2006224611A
Application number: JP2005044086A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yamamoto; 淑弘山本; Satoshi Fukuyama; 聡福山
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】内面に微細な凹凸面が形成された金型に付着したガラスの除去作業を、熟練者の手を必要とすることなくかつ金型内面を損傷することなくできるとともに、低コストでガラス成形品を成形できることを課題とする。
【解決手段】ガラス状カーボンを使用した金型を用いてガラスを成形することにより光学成形品を成形した後、前記金型を洗浄する金型の洗浄方法において、金型を弗酸水溶液あるいは弗硝酸水溶液により洗浄することを特徴とする金型の洗浄方法。
【選択図】なし

Description

この発明は金型の洗浄方法に関し、特に内面に微細な凹凸面が形成されたガラス状カーボンを使用した金型の洗浄方法に関する。

周知の如く、レンズやミラー等の光学素子、またはマイクロチップや導波板を代表とする光学成形品は、機械的強さ、弾性率等の物理的性質の点で優れたガラス状カーボンからなる金型を利用してガラスを成形することにより行われている。ところで、こうした成形の場合、金型の内面には転写のための凹凸面が形成されており、表面ガラスの種類によっては、金型内面、特に光学面にガラスが島状に付着することが一般に知られている。こうしたガラスの付着物は、硝材（材料）を加熱した際に生じるガラスからの揮発物が関係するもので、従来、定期的かつ機械的に除去を行っていた。ここで、機械的な除去とは、アルミナ等の硬質材料の細粉を利用して、作業者が直接あるいは装置にて除去することを意味する。なお、細粉の利用は、物理的方法により人的に細心の注意を払って行っている。

しかしながら、従来の金型の洗浄方法では、高精度に仕上げられた光学面の形状精度を狂わす原因となり、かなり熟練した技能者でないとできない作業であった。また、上記形状精度が機械的除去作業により狂ってしまった場合、金型を再加工しなくてはならない。しかし、上記金型のコストは、材料費もさることながら、加工費の占める割合が非常に高い。従って、再加工となると、一つの金型に対して更にコストと時間が必要となり、結果的に成形品のコストを吊り上げる結果となっていた。

更に、金型の材料であるガラス状カーボンは、微細形状を転写する金型としても最適であるが、このような場合、付着した微小ガラスの除去は、作業者あるいは機械による作業ではほとんど不可能であった。

なお、従来、金属製金型の洗浄方法としては、下記特許文献１等の多数の技術が知られているが、ガラス状カーボンを用いた金型に付着したガラスを除去する技術に関しては全く該当するものがなかった。
特開２００４−９５５９号公報

この発明は、こうした事情を考慮してなされたもので、金型に付着したガラスの除去作業を、熟練者の手を必要とすることなくかつ金型内面を損傷することなくできるとともに、低コストでガラス成形品を成形しえる金型の洗浄方法を提供することを目的とする。

この発明に係る金型の洗浄方法は、ガラス状カーボンを使用した金型を用いてガラスを成形することにより光学成形品を成形した後、前記金型を洗浄する金型の洗浄方法において、金型を弗酸水溶液あるいは弗硝酸水溶液により洗浄することを特徴とする。

この発明によれば、金型に付着したガラスの除去作業を、熟練者の手を必要とすることなくかつ金型内面を損傷することなくできる。また、従来のように金型の再加工をすることを回避できるので、再加工によるコストと時間が不要となり、結果として低コストでガラス成形品を成形することができる。

以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明において、弗酸水溶液あるいは弗硝酸水溶液は４０％以上の濃度であることが好ましい。ここで、水溶液の濃度を４０％以上とするのは、４０％未満では金型の内面に付着したガラスによる付着物を十分に除去できないからである。濃度が４０％以上の弗酸水溶液あるいは弗硝酸水溶液（洗浄液）による洗浄は、成形するガラスの種類あるいはガラス成形品の種類により異なるが、例えば使用時間１００Ｈ毎に定期的に洗浄することが好ましい。ここで、前記洗浄液の濃度は高濃度であるほど好ましい。また、上記洗浄液による洗浄は、例えば付着物が付着した金型を上記洗浄液に浸漬したり、あるいは上記洗浄液をノズル等から噴射させることにより行うことができるが、洗浄方法には特に限定されない。

（実施例）
内面にＶ字状の微細な凹凸面が形成されたガラス状カーボン製の金型を用いてガラス成形品を成形した後、金型内面にガラスが付着したので、室温下で金型をＨＦ５０％＋Ｈ_２Ｏ５０％のＨＦ水溶液（洗浄液）に１７時間浸漬して、浸漬前後の状態を観察した。図１（Ａ）、（Ｂ）は浸漬前の金型１にガラスによる付着物２が付着した状態の説明図を示す。なお、図１（Ａ）は金型の断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の平面図を示す。図１（Ｂ）より、付着物２は金型１の内面のＶ字状の凹面１ａ及び凸面１ｂにまたがって付着していることが明らかである。

一方、図２（Ａ），（Ｂ）は浸漬後の金型１の説明図を示す。なお、図２（Ａ）は金型の断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の平面図を示す。図２より、金型１のＨＦ水溶液への浸漬により、付着物２が金型１の内面から完全に除去されていることが確認された。また、金型１の内面には全く損傷が無いことが確認できた。

以上より、本発明によれば、内面に微細な凹凸面が形成された金型１の洗浄が可能となる。従来であれば、更に一型製作しなくてはならず、金型費用は膨大になっていたが、本手法によればこのようなコストアップをなくすことができる。

また、付着物２の除去作業を人手を介さずに可能となるとともに、従来必要とされていた熟練者の介在も不要となり、更には熟練者の教育、育成も不要となる。更に、上記洗浄液による完全に化学的な洗浄方法なので、金型材料に対して機械的な負荷を与えずに、欠陥の発生も少なくてすむ。

更には、除去作業は非常に容易なため、自動化することが容易である。これにより、人件費、その他が節約でき、金型のメンテナンスに必要とされていたコストを大幅に低減できる。

なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、浸漬時間や洗浄液の濃度は上述した値に限らず、使用するガラスの材料や成形品の種類に適宜設定することが可能である。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。

図1は、浸漬前の金型にガラスによる付着物が付着した状態の説明図を示す。図２は、浸漬後の金型の状態を示す説明図である。

符号の説明

１…金型、１ａ…凹面、１ｂ…凸面、２…付着物。

Claims

ガラス状カーボンを使用した金型を用いてガラスを成形することにより光学成形品を成形した後、前記金型を洗浄する金型の洗浄方法において、金型を弗酸水溶液あるいは弗硝酸水溶液により洗浄することを特徴とする金型の洗浄方法。
前記弗酸水溶液あるいは弗硝酸水溶液は４０％以上の濃度であることを特徴とする請求項１記載の金型の洗浄方法。