(57)【要約】【課題】セレンによる腐食を回避して耐久性に優れたセレン含有ガラス成形用金型及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】鋼製の基材１と、この基材１の表面に形成されたニッケル−リン合金からなる被覆層２と、この被覆層２の表面に形成された，白金，イリジウム，レニウム，ロジウム，ルテニウム，パラジウム，オスミウム，金のうち少なくともいずれか１つを含む金属離型膜５を具備したセレン含有ガラス成形用金型８であり、前記金属離型膜５のピンホール形成予定部に対応する前記被覆層表面に、ニッケルからなる酸化皮膜７が形成されていることを特徴とするセレン含有ガラス成形用金型８。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製の基材と、この鋼製の基材の表面に形成されたニッケル−リン合金からなる被覆層と、この被覆層の表面に形成された，白金，イリジウム，レニウム，ロジウム，ルテニウム，パラジウム，オスミウム，金のうち少なくともいずれか１つを含む金属離型膜を具備したセレン含有ガラス成形用金型であり、
前記金属離型膜のピンホール形成予定部に対応する前記被覆層表面に、ニッケルからなる酸化皮膜が形成されていることを特徴とするセレン含有ガラス成形用金型。
【請求項２】
鋼製の基材と、この鋼製の基材の表面に形成されたニッケル−リン合金からなる被覆層と、この被覆層の表面に形成されたニッケルからなる酸化皮膜を具備することを特徴とするセレン含有ガラス成形用金型。
【請求項３】
鋼製の基材の表面にニッケル−リン合金からなる被覆層を形成する工程と、この被覆層の表面に、白金，イリジウム，レニウム，ロジウム，ルテニウム，パラジウム，オスミウム，金のうち少なくともいずれか１つを含む金属離型膜を形成する工程と、酸化雰囲気で加熱し、前記金属離型膜のピンホール形成予定部に対応する前記被覆層表面にニッケルからなる酸化皮膜を形成する工程を具備することを特徴とするセレン含有ガラス成形用金型の製造方法。
【請求項４】
鋼製の基材の表面にニッケル−リン合金からなる被覆層を形成する工程と、酸化雰囲気で加熱して前記被覆層の表面にニッケルからなる酸化皮膜を形成する工程を具備することを特徴とするセレン含有ガラス成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セレン含有ガラス成形用金型及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知の如く、赤外線暗視カメラは、自動車夜間走行時の歩行者検知のために応用されてきている。こうした赤外線暗視カメラにおいて、人体から放射される遠赤外線を検知するためのレンズ材料としては、ゲルマニウム等が挙げられるが、モールドプレス成形による量産化ができず、コストダウンが課題となっている。
【０００３】
近年、モールドプレス成形が可能な赤外線レンズが開発されつつある。その多くはゲルマニウムにセレンを含有させた材料である。ところで、赤外線レンズには回折格子が必要であり、そのために成形用金型には回折格子を加工するための加工層としてＮｉ−Ｐ合金層が必要となる。通常は、Ｎｉ−Ｐ合金層にさらに貴金属の離型膜をコーティングして使用する。
【０００４】
しかし、表面の離型膜にわずかでもピンホールがあると、レンズ成形に用いるセレン含有ガラス（硝材）に含まれるセレンが下地のＮｉ−Ｐ合金層と反応して、腐食が進行し、離型膜が剥離してしまっていた。
【０００５】
なお、従来、ガラス光学素子成形用金型の製造方法として、特許文献１が知られている。特許文献１は、金型の表面に表面被覆層にクラックが発生するのを回避するための技術であり、熱膨張係数は所定の値の基材を選定し、めっき後、４００〜５００℃で熱処理を行う技術が開示されている。しかし、特許文献１では、熱処理の際、結晶化に伴う体積収縮が表面被覆層だけに生ずるので、表面被覆層に大きな引張応力が作用して、クラックが発生する場合があった。
【特許文献１】特開平１１−１５７８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、セレンによる腐食を回避して耐久性に優れたセレン含有ガラス成形用金型及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明にセレン含有ガラス成形用金型は、鋼製の基材と、この鋼製の基材の表面に形成されたニッケル−リン合金からなる被覆層と、この被覆層の表面に形成された，白金（Ｐｔ），イリジウム（Ｉｒ），レニウム（Ｒｅ），ロジウム（Ｒｈ），ルテニウム（Ｒｕ），パラジウム（Ｐｄ），オスミウム（Ｏｓ），金（Ａｕ）のうち少なくともいずれか１つを含む金属離型膜を具備したセレン含有ガラス成形用金型であり、前記金属離型膜のピンホール形成予定部に対応する前記被覆層表面に、ニッケルからなる酸化皮膜が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
（２）本発明に係るセレン含有ガラス成形用金型は、鋼製の基材と、この鋼製の基材の表面に形成されたニッケル−リン合金からなる被覆層と、この被覆層の表面に形成されたニッケルからなる酸化皮膜を具備することを特徴とする。
【０００９】
（３）本発明に係るセレン含有成形用金型の製造方法は、上記（１）に対応し、鋼製の基材の表面にニッケル−リン合金からなる被覆層を形成する工程と、この被覆層の表面に、白金，イリジウム，レニウム，ロジウム，ルテニウム，パラジウム，オスミウム，金のうち少なくともいずれか１つを含む金属離型膜を形成する工程と、酸化雰囲気で加熱し、前記金属離型膜のピンホール形成予定部に対応する前記被覆層表面にニッケルからなる酸化皮膜を形成する工程を具備することを特徴とする。
【００１０】
（４）本発明に係るセレン含有成形用金型の製造方法は、上記（２）に対応し、鋼製の基材の表面にニッケル−リン合金からなる被覆層を形成する工程と、酸化雰囲気で加熱して前記被覆層の表面にニッケルからなる酸化皮膜を形成する工程を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、被覆層表面に形成したニッケルからなる酸化皮膜により、セレンによる腐食を回避し、もって耐久性に優れたセレン含有ガラス成形用金型を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について更に詳しく説明する。  
本発明者等は、鉄鋼材料の基材に回折格子を加工する為のＮｉ−Ｐ合金からなる被覆層と貴金属離型膜を設けた金型において、セレンを含有する赤外線透過材料をモールドプレス成形した結果、離型膜がところどころ剥離することに気が付いた。この原因を調査したところ、硝材からセレンの蒸気が発生し、セレンの蒸気が離型膜に初めから存在していたピンホールを通って下地の被覆層を腐食していることがわかった。そして、下地の被覆層の腐食により離型膜は陥没し、徐々に剥離範囲が広がっていった。ここで、上記腐食は気体による腐食なので、離型膜の成膜工程を見直しピンホールを非常に小さくしても腐食を防ぐことはできなかった。
【００１３】
そこで、本発明者等は、Ｎｉ−Ｐ合金からなる被覆層のセレンに対する耐食性を向上させることを検討した結果、Ｎｉ−Ｐ合金からなる被覆層を酸化したときに耐食性が著しく向上することを究明するに至った。そして、離型膜をコーティングした後に酸化雰囲気中で加熱すれば、離型膜のピンホール部分だけを選択的に酸化することができることが分かった。
【００１４】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。  
（実施例１）  
図１を参照する。まず、鉄鋼材料の基材１に無電解Ｎｉ−Ｐめっきを１００μｍつけて、めっき層をダイヤモンドバイトで加工し、Ｎｉ−Ｐ合金からなる被覆層２を形成した。次に、ニッケル（Ｎｉ）皮膜３と、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）からなる合金皮膜４をスパッタリングによりコーティングした。ここで、Ｎｉ皮膜３と合金皮膜４を総称して金属離型膜（厚さ３５０ｎｍ）５と呼ぶ。この時点で、金属離型膜の表面にはφ１μｍ程度のピンホール６が観察された。つづいて、酸化雰囲気で４００℃，２時間加熱処理を施し、ピンホール６から露出する前記被覆層２表面にＮｉからなる厚さ１０ｎｍの酸化皮膜７を形成し、ガラス成形用金型８を製造した。
【００１５】
実施例１によれば、図１に示すように、基材１上に被覆層２及び金属離型膜５を形成し、ピンホール７の下部に位置する被覆層２表面にＮｉからなる酸化皮膜７を形成した構成となっている。従って、セレンを含有した硝材に対して精密な加工が可能で耐久性に優れた金型を製造できた。その結果、金属離型膜５の剥離を防ぐことができ、赤外線透過材料の量産が可能となった。
【００１６】
下記表１は、上記ガラス成形用金型８で、セレンを含有した赤外線透過材料の成形を行なった結果を示す。なお、比較のため、Ｎｉ皮膜と合金皮膜４のコーティング後に加熱しなかった金型（比較例１）と真空中で加熱した金型（比較例２）についても同じ条件で成形を行った。
【表１】
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【００１７】
（実施例２）  
図２を参照する。まず、鉄鋼材料の基材1に無電解Ｎｉ−Ｐめっきを１００μｍつけて、めっき層をダイヤモンドバイトで加工し、Ｎｉ−Ｐ合金からなる被覆層２を形成した。次に、酸化雰囲気で４００℃，２時間加熱処理を施し、被覆層２表面にＮｉからなる酸化皮膜7を形成し、ガラス成形用金型９を製造した。
【００１８】
実施例２によれば、図2に示すように、基材1上に被覆層2及び酸化皮膜7を順次形成した構成となっているので、実施例1と同様な効果を有する。
【００１９】
なお、この発明は、上記実施例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鋼製要素を変形して具体化できる。また、前記実施例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、実施例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。更に、異なる実施例に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。具体的には、各構成部材の材料や厚み等は一例を示すもので、上記実施例に記載したものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るセレン含有ガラス成形用金型の部分断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の実施例２に係るセレン含有ガラス成形用金型の部分断面図を示す。
【符号の説明】
【００２１】
１…基材、２…Ｎｉ−Ｐ合金からなる被覆層、３…Ｎｉ皮膜、４…合金皮膜、５…金属離型膜、６…ピンホール、７…酸化皮膜、８，９…ガラス成形用金型。
【図１】
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【図２】
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