KR960004372B1

KR960004372B1 - 정밀광학장치 또는 정밀광학부품을 유해물 방출없이 세정하는 방법

Info

Publication number: KR960004372B1
Application number: KR1019930700461A
Authority: KR
Inventors: 1996년04월02일; 그륜발트 하인리히; 쉐에러 프리이트리히
Original assignee: 라이카 미크로스코피 운트 시스테메 게엠베하; 원본미기재
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1992-05-30
Publication date: 1996-04-02
Also published as: KR930701354A; JPH06500411A; DE59207176D1; TW206283B; EP0543961B1; EP0543961A1; CN1071860A; DE4120202A1; JP2555254B2; WO1992022508A1; US5362330A

Abstract

내용 없음.

Description

정밀광학장치 또는 정밀광학부품을 유해물 방출없이 세정하는 방법

본 발명은 유기용제는 전혀 사용되지 않고 따라서 유해한 방출도 발생하지 않는 정밀광학장치 또는 정밀 광학부품을 세정하는(청결하게 하는) 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 FCKW(＂FCKW＂=불소-염소-탄화수소)가 없는 세정공정에 관한 것이다.

광학적 정밀장치구조에 있어서는 오래전부터 렌즈, 프리즘 및 기타 광학요소를 세정하기 위해 고전적인 초음파 세정방법을 사용하는 것이 알려져 있다. 거기에 있어서는 수세단계후 탈수처리(조작)를 하고 그 다음 건조처리(조작)를 한다. 수세단계는 예컨대 조절된 계면활성제 함유욕 또는 약 10μS의 전도도를 가진 탈이온수가 담긴 침지 세정욕을 사용한다. 탈수단계는 에틸알코올/이소프로판올로된 침지욕을 이용한다. 건조단계는 트리클로로에텐의 침지욕 처리 또는 트리클로로에텐-증기를 수용한 증기욕 처리를 하는데에 특징이 있다. 건조는 예컨대 50 내지 80℃의 온도에서의 온풍공급에 의해 행해질 수도 있다. 이 고전적 초음파 세정법의 결점은 특히 알코올 사용시에는 폭발위험이 있는것, 물과의 혼합성은 있지만 원래 소망되었던 수치환이 얻어지는 것이 아니고, 단지 온도 및 유리표면의 물리화학적 성질에 따라 유리표면에 존재하는 수막의 총두께가 줄어들 뿐이라는데 있다. 그외에 그런 세정의 결과 연마된 유리표면에 상당히 심한 부식이 일어나며 이것은 특히 알코올 증기로 처리했을때 현저해진다. 트리클로로에텐을 사용하면 완벽한 흡입배기를 위해 큰 장치비용이 소요된다. 또한 중금속 촉매에 의해 생성되는 염산은 유리표면에 대단히 심한 부식을 일으킨다. 끝으로 소위 ＂안정화제＂는 유리표면의 코우팅, 점착제 도포 또는 라커링에 방해가 되는 층을 남긴다. 그리하여 그렇게 처리된 광학부품은 접착성 또는 내열성이 현저히 감소한다.

또한 상기한 사용목적을 위한 초음파 세정설비도 알려져 있는데, 거기에 있어서는 수용액으로 전처리한 다음 에틸알코올 또는 이소프로판올을 사용하는 탈수단계가 행해진다. 거기에서는 유리표면에 부착한 수막을 박막화 효과에 의해서가 아니라 수치환에 의해 제거하는 방법이 이용되고 있다. 여기서는 예컨대 유화제가 첨가된 FCKW 자체가 중요한 역할을 수행한다.

FCKW 사용을 현격히 감소시켜야할, 또는 엄격히 말하면 FCKW 및 기타 염소함유 화합물을 완전히 배제해야할 절박한 필요성 때문에 우선 오래동안 알려져온 ＂고전적＂ 방법이 다시 부활하게 되었다. 지구환경 문제 때문에 필요하게된 1950년대 및 1960년대의 방법으로의 복귀는 그것만 분리해서 생각하면 당연히 기술적 퇴보를 뜻한다. 이런 상황에서, 알코올, 케톤, 케토에스테르 및 에테르와 같은 공지의 용제는 단지 화학적으로 안정한 유리종류에만 사용될 수 있다는 것이 강조되어야 할 것이다. 그러나 모든 공지의 방법들은 이미 상술한 환경적 결점외에 다음과 같은 결점을 갖고 있다. 곧, 유리종류에 따라서만 유리표면이 깨끗하다는 것(상처가 생기지 않는 것)은 흔히 만족스럽지 않으며, 유리표면 처리로 심한 부식이 일어나 심각한 품질저하를 초래한다.

따라서, 본 발명의 목적은 광학용 정밀부품의 환경우호적 세정방법을 제공하는 것이며, 추가적으로 화학적 안정성이 작거나 대단히 감소되어 있는 유리종류에도 또한 본 발명에 의한 세정방법을 적용할 수 있도록 보장하려는 것이다. 무엇보다도 본 신규방법에 의하면, 사용하려는 처리욕으로부터 어떤 종류의 방출, 특히 FCKW 방출이 확실히 없어질 수 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 특허청구의 범위 주항의 특징을 가진 모두에 언급한 식의 방법에 의해 달성될 수 있다. 바람직한 실시양태는 특허청구의 범위의 종속항에 표시되어 있다. 본 발명의 방법을 적용할 수 있는 정밀광학장치 또는 광학 부품, 또는 광학구조물군은 예컨대 광학유리, 합성수지, 금속, 또는 무기 또는 유기 결정으로 구성되어 있다. 세정공정은 전처리공정(전단계) 및 주 세정공정으로 분류될 수 있다.

전처리 공정에서는 먼저 계면활성제가 가해진, 농도조절된 완충 수도물이 담긴 욕내에서의 세정이 행해진다. 여기에서 말하는 것은 통상의 pH 완충을 의미하는 것이 아니고, Na-, K-, Mg-및/또는 NH₄-염화물을 0.5내지 2중량퍼센트 사용하여 소정된 일정 이온농도가 되게 하는 식의 완충을 의미한다. 농도는 그때 그때 세정하려는 유리종류에 따라 표시된 구간범위내에서 최적화 될 수 있다. 세정욕(세정조)을 순환시킴으로써 극미 여과가 행해진다. 일정 범위의 주파수가 연속적으로 통과될 수 있도록 주파수 및 진폭을 변경시킬 수 있은 초음파욕을 사용하는 것이 특히 유리하다.

전처리 공정의 제2공정단계에서는 농도조절된 완충 수도물이 든 욕중에서 처리가 행해진다. 이 욕은 계면활성제를 함유하지 않는다. 공정단계(a1) 및 (a2)는 유리에 함유된 알칼리 이온이 용탈하는 것을 억제하는 역할을 한다(유리-＂부식＂의 감소). 그런다음 화학적 조성 및 사용변수(온도등)가 공정단계(a1)에 대한 세정욕과 같은 세정욕으로 처리한다. 그런다음 그 화학성 및 사용변수가 공정단계(a2)에 의한 수세욕과 같은 욕중에 수세시킨다. 완충된 탈이온수가 수용된 욕중에의 수세가 행해진다. 끝으로 그렇게 전처리된 광학부품은 탈이온수 분류중에서 ＂분무세척＂된다. 완충된 탈이온수가 유리표면으로부터 남김없이 제거된다. 이런방식에 의해 염분잔사가 유리표면위에 축적하는 것이 극히 효과적으로 방지된다.

전처리 공정의 후속단계에서는 유기 불순물 및 계면활성제 잔사가 탄산가스(CO₂)로 분해된다. 이것은 단파 UV선(자외선)이나 고가속 전자선 또는 글로우 방전에 의해 행해질 수 있다. 이때 선택될 수 있는 처리 분위기는 상압하 산소분위기와 5바아까지의 산소분위기, 또는 오존분위기(무압력) 또는 2바아까지의 오존분위기로 구성될 수 있다. 이어서(간섭계를 사용하여) 유기 라디칼과의 반응, 유리표면에서의 분해반응 및 표면의 기하형상의 변화에 관해 광학장치 또는 광학부품의 경계면에 대한 조사가 행해진다.

다음은 본래의 하기 선택적인 주처리공정(d1A) 내지(d3A) 또는 (d1B) 내지 (d₃B)이 행해지는 것으로, 공정단계(d2A)에 표시된 조건하에서 10 내지 100mm 두께의 막을 형성하는 비휘발성, 소수성, 반응성 물질에 의해 기판표면의 물이 치환된 다음 UV선 또는 전자선에 의한 막형성에 의해 표면이 밀봉된 후 글로우에 의해 표면밀봉층이 금속산화물로 분해되거나 글로우에 의해 표면밀봉층이 활성화되어 표면이 피복되고, 또는 하기 공정단계(d3B)에 표시된 조건하에서 약간 분해가능한 비휘발성, 소수성, 반응성물질에 의해서 기판표면의 물이 치환된다. 그후 UV선 및/또는 전자선에 의한 막형성에 의해 표면에 밀봉되고 마지막으로 산소분위기 또는 오존분위기 중에서 UV선 또는 전자선에 의해 수치환물이 탄산가스로 분해 또는 전환된다.

본 발명에 의한 세정방법의 다른 변형예에 의하면, 주처리공정은 : 약 -20℃의 온도 및 약 0.001밀리바아의 압력에서 동결건조하는 단계 및 UV선 또는 전자선, 그리고 산소분위기 또는 오존분위기중의 글로우에 의해 극미세정하는 공정단계를 포함한다.

상기한 비휘발성, 소수성 물질은 유기규소화합물, 예컨대 폴리실란 또는 폴리실옥산, 또는 과플루오르화 화합물일 수 있다.

본 발명에 의한 방법의 특히 유리한 변형예(실시예)에 의하면, 세정하려는 광학부품의 기판표면위에서의 치환은 플라즈마의 영향하에 바람직하게는 알칼리 이온 공핍 표면의 생성에 의해 행해질 수 있다. 전체 세정공정이 완료된 후에는, 광학부품이 금속 또는 합성수지로된 성분의 경우, 완성된 장치 또는 장치모듈로 조립된다(＂조립숙성 세정＂). 광학부품이 광학유리재질인 경우에는 그런다음에 세정된 기판표면의 ＂코팅＂, 따라서 예컨대 광학 결합제 또는 적어도 블루우밍 층의 피복이 행해진다.

본 발명에 따른 방출없는 세정법을 실현하기 위해서는 추가로 상기 변형예들의 중간 변형예도 가능하다.

Claims

(a)

(a1) 극미 여과에 의한 욕순환을 행하고 바람직하게는 가변적인 주파수 및 진폭의 초음파에 의한 작용을 인가하면서, 계면활성제가 첨가되어 있는 농도조절된 완충 수도물을 수용하는 세정욕중에서 세정하는 공정 단계;

(a2) 신선수 극미 여과를 행하고 공정단계(a1)에 의한 초음파에 의한 작용을 인가하면서, 계면활성제가 없고 농도조절된 완충 수도물로 수세하는 공정단계;

(a3) 공정단계(a1)에 따라 재차 세정하는 공정단계;

(a4) 공정단계(a2)에 따라 재차 수세하는 공정단계;

(a5) 공정단계(a1)에 따라 초음파에 의한 작용하에 농도조절된 완충 탈이온수로 수세하는 공정단계;

(a6) 신선수 극미 여과를 행하면서 탈이온수로 분무하는 공정단계; 로 구성되어 있는 전처리공정 ;

(b)

(b1) 상압 산소분위기 또는

(b2) 5바아까지의 산소분위기 또는

(b3) 상압 오존분위기 또는

(b4) 2바아까지의 오존분위기 압력을 발생시키거나 유지하는 가운데,

(b5) 단파 UV선 또는

(b6) 고가속 전자 또는

(b7) 글로우 방전에 의해, 유기 불순물 및 계면활성제 잔사를 탄산가스로 분해 또는 전환시키는 공정 ;

(c)

(c1) 유기 라디칼과의 반응,

(c2) 기판 표면에서의 분해반응,

(c3) 기판 표면형상의 변화에 대해 광학장치 또는 광학부품의 경계면을 검사하는 공정 ;

(d)

(d1A) 하기 공정단계(d2)에 기재된 조건하에서 기판표면위에 10 내지 100nm 두께의 막층을 형성하는 비휘발성, 소수성, 반응성 물질에 의해서 기판표면위의 물을 치환시키는 공정단계;

(d2A) UV선 또는 전자선의 도움으로 막을 형성함으로써 표면을 밀봉하는 공정단계;

(d3A) 글로우에 의해 표면밀봉층을 금속산화물로 분해시키거나, 또는 글로우에 의해 표면밀봉층을 활성화시킴으로써 표면피복을 조정하는 공정단계; 또는

(d1B) 하기 공정단계(d3B)에 기재된 조건하에서 약간 분해가능한, 비휘발성, 소수성, 반응성 물질에 의해서 기판표면의 물을 치환시키는 공정단계;

(d2B) UV선 또는 전자선의 도움으로 막을 형성함으로써 표면을 밀봉하는 공정단계; 및

(d3B) 산소분위기 또는 오존분위기중에서 UV선 또는 전자선에 의해 수치환물을 탄산가스로 분해 또는 전환하는 공정단계; 로 구성된 (d1A) 내지(d3A), 또는 (d1B) 내지(d3B)에 따른 선택적인 공정으로 구성되어 있는 주처리 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정밀광학장치 또는 정밀광학부품을 유해물 방출없이 세정하는 방법.
제1항에 있어서, 주 처리공정이

(d4) 약 -20℃의 온도 및 약 0.001밀리바아의 압력에서 동결 건조하는 공정단계;

(d5) UV선 또는 전자선, 그리고 산소분위기 또는 오존분위기중의 글로우에 의해 극미 세정하는 공정단계; 로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 공정단계(d1) 에 기재된 비휘발성, 소수성 물질이 폴리실란, 폴리실옥산과 같은 유기 규소화합물, 또는 과플루오르화 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기판표면위의 물의 치환이 플라스마의 작용하에 바람직하게는 알칼리 이온 공핍 표면의 생성에 의해 일어나게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 처리공정의 완결후 세정된 기판표면을 접착층 또는 블루우밍 층을 형성시킴으로써 피복시키는 것을 특징으로 하는 방법.