(57)【要約】【課題】従来よりも耐久性に優れた成形型を提供すること。【解決手段】型基材部表面に、ボンド層を介して、型基材部およびボンド層の成分の拡散を防止する拡散防止層が積層され、拡散防止層の硬度は、ボンド層の硬度よりも大きい成形型とする。この際、ボンド層のビッカース硬さは、１０以上２００以下の範囲内にあり、拡散防止層のビッカース硬さは、２００よりも大きく１５００以下の範囲内にあると良い。また、拡散防止層の表面には、成形物との離型を促す離型層がさらに積層されていても良い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型基材部表面に、ボンド層を介して、前記型基材部および前記ボンド層の成分の拡散を防止する拡散防止層が積層されており、
前記拡散防止層の硬度は、前記ボンド層の硬度よりも大きいことを特徴とする成形型。
【請求項２】
前記ボンド層のビッカース硬さは、１０以上２００以下の範囲内にあり、前記拡散防止層のビッカース硬さは、２００よりも大きく１５００以下の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の成形型。
【請求項３】
前記ボンド層は、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕから選択される少なくとも１種の金属および／または前記金属を１種以上含む合金を主に含有し、
前記拡散防止層は、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、ＲｈおよびＴａから選択される少なくとも１種の金属および／または前記金属を１種以上含む合金を主に含有することを特徴とする請求項１または２に記載の成形型。
【請求項４】
前記ボンド層および／または前記拡散防止層は、めっきにより形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の成形型。
【請求項５】
前記拡散防止層の表面に、成形物との離型を促す離型層がさらに積層されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の成形型。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載の成形型を用いて成形された成形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種産業分野において、材料に形状を付与するため、成形型による成形が行われている。成形型による成形は、研削加工などに比べ、同形状の物を比較的数多く作りやすいなどの利点を有している。
【０００３】
従来、型基材部表面に各種機能層を有する成形型が知られている。例えば、特許文献１には、母材上に、拡散防止膜、離型膜がこの順に被覆された成形型が開示されている。
【０００４】
上記成形型において、母材は、ＷＣよりなっている。拡散防止膜は、スパッタ法により形成されたＮｂ、Ｈｆ、Ｔａなどよりなっている。離型膜は、スパッタ法により形成されたＰｔ−Ｉｒ合金よりなっている。なお、上記拡散防止膜は、母材成分の拡散を防止する機能を有している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６０２３９号公報（実施例など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、この種の成形型は、その利点を活かすため、耐久性が要求される。
【０００７】
しかしながら、従来の成形型は、成形物の製造時に拡散防止膜が剥離するなど、耐久性が低いといった問題があった。そのため、型寿命が短く、実際の生産に用い難かった。
【０００８】
また、一旦、拡散防止膜が剥離すると、型基材部成分の拡散を防止できなくなる。そのため、型基材部成分により成形物が汚染されやすくなる。また、用いている成形材料の種類によっては、成形材料と成形型とが融着しやすくなり、成形が困難になる場合がある。
【０００９】
このように、従来の拡散防止膜を有する成形型は、その耐久性が低いことに起因して、種々の問題が発生しやすかった。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来よりも耐久性に優れた成形型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形型は、型基材部表面に、ボンド層を介して、上記型基材部および前記ボンド層の成分の拡散を防止する拡散防止層が積層されており、上記拡散防止層の硬度は、上記ボンド層の硬度よりも大きいことを要旨とする。
【００１２】
ここで、上記ボンド層のビッカース硬さは、１０以上２００以下の範囲内にあり、上記拡散防止層のビッカース硬さは、２００よりも大きく１５００以下の範囲内にあると良い。
【００１３】
また、上記ボンド層は、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕから選択される少なくとも１種の金属および／または前記金属を１種以上含む合金を主に含有し、上記拡散防止層は、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、ＲｈおよびＴａから選択される少なくとも１種の金属および／または前記金属を１種以上含む合金を主に含有していると良い。
【００１４】
また、上記ボンド層および／または上記拡散防止層は、めっきにより形成されていると良い。
【００１５】
また、上記拡散防止層の表面に、成形物との離型を促す離型層がさらに積層されていると良い。
【００１６】
一方、本発明に係る成形物は、上記本発明に係る成形型を用いて成形されていることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る成形型は、型基材部表面に、ボンド層を介して拡散防止層が積層されている。また、拡散防止層の硬度は、ボンド層の硬度よりも大きい。そのため、上記ボンド層の存在により、拡散防止層が剥離し難いので、従来の成形型に比較して耐久性に優れる。そのため、本発明に係る成形型によれば、型の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
また、拡散防止層が剥離し難いので、型基材部成分により成形物が汚染され難い。加えて、拡散防止層より下層の成分の拡散を長期に亘って防止できるので、成形材料と成形型とが融着し難く、生産性も向上する。
【００１９】
ここで、ボンド層および拡散防止層のビッカース硬さが、上記特定の範囲内にある場合、また、ボンド層および拡散防止層が、上記特定の金属または合金を主成分とする場合には、上記作用効果を発揮しやすい。
【００２０】
また、ボンド層および／または拡散防止層がめっきにより形成されている場合には、めっき条件を適宜選択することにより型表面を平坦化しやすい。そのため、表面に凹凸の少ない成形物を得やすくなる。
【００２１】
また、拡散防止層の表面に離型層がさらに積層されている場合には、成形物が離型されやすい。
【００２２】
一方、本発明に係る成形物は、上記成形型を用いて成形されているので、量産性などに優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本実施形態に係る成形型について詳細に説明する（以下、本実施形態に係る成形型を「本成形型」ということがある。）。
【００２４】
初めに、本成形型の構成について説明する。図１に例示するように、本成形型１０は、型基材部１２と、ボンド層１４と、拡散防止層１６とを基本構成として有している。
【００２５】
型基材部１２は、型本体をなす。型基材部１２の表面には、通常、成形材料に所望形状を転写する転写面（図示されない）が形成されている。ボンド層１４は、型基材部１２と拡散防止層１６との間に介在し、両者を結合する機能を主に有している。拡散防止層１６は、ボンド層１４の表面に形成され、型基材部成分およびボンド層成分の拡散を防止する機能を主に有している。
【００２６】
本成形型において、ボンド層は、１層より形成されていても良いし、２層以上の分割層より形成されていても良い。また、ボンド層が分割形成されている場合、各分割層は、同じ組成からなっていても良いし、異なる組成からなっていても良い。これらについては、拡散防止層についても同様である。
【００２７】
本成形型において、拡散防止層は、基本的には、型基材部成分およびボンド層成分のうち、成形性に悪影響を与えたり、成形物に付着・混入するとその成形物の商品価値を低下させたりする少なくとも１つ以上の成分の拡散を防止可能であれば良い。
【００２８】
このような成分としては、具体的には、例えば、型基材部に含まれることがあるＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｗなどや、ボンド層に含まれることがあるＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａ、Ｗ、Ａｕなどの成分などを例示することができる。
【００２９】
ここで、本成形型では、拡散防止層の硬度は、ボンド層の硬度よりも大きい。ボンド層の硬度が、拡散防止層の硬度よりも大きいと、両者間で十分な結合力が得られない。もっとも、ボンド層がない場合には、拡散防止層の密着性が悪く、十分な耐久性が得られない。
【００３０】
上記硬度とは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠して測定されるビッカース硬さを指す。具体的には、ボンド層のビッカース硬さをＨＶＢ、拡散防止層のビッカース硬さをＨＶＤＲとすると、１０≦ＨＶＢ≦２００、２００＜ＨＶＤＲ≦１５００の範囲内にあると良い。両者のビッカース硬さがこれら範囲内にあれば、型基材部と拡散防止層との結合力に優れ、耐久性に優れるからである。
【００３１】
この際、型基材部の硬度は、ボンド層の硬度よりも大きいことが好ましい。具体的には、型基材部のビッカース硬さをＨＶＭとすると、２００＜ＨＶＭ≦２１００の範囲内にあると良い。
【００３２】
ボンド層の材質としては、具体的には、例えば、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕから選択される少なくとも１種の金属および／またはこれら金属を１種以上含む合金などを例示することができる。
【００３３】
拡散防止層の材質としては、具体的には、例えば、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、ＲｈおよびＴａから選択される少なくとも１種の金属および／またはこれら金属を１種以上含む合金などを例示することができる。
【００３４】
型基材部の材質としては、具体的には、例えば、ＷＣ系の超硬合金、ステンレス鋼、Ｓｉおよびその複合体からなるセラミックスなどを例示することができる。
【００３５】
また、ボンド層の結晶粒径は、特定の範囲にあると良い。ボンド層の結晶粒径が過度に大きくなると、機械強度が低下する傾向などが見られ、ボンド層の結晶粒径が過度に小さくなると、結晶粒の数が多くなり過ぎ、層中の空隙部分が多くなって脆くなる傾向などが見られるからである。
【００３６】
ボンド層の結晶粒径としては、その好ましい上限値として、具体的には、例えば、１０００ｎｍ、５００ｎｍ、１００ｎｍなどを例示することができる。一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、１ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、５０ｎｍなどを例示することができる。
【００３７】
また、拡散防止層の結晶粒径についても、特定の範囲内にあると良い。拡散防止層の結晶粒径が過度に大きくなると、機械強度が低下する傾向などが見られ、拡散防止層の結晶粒径が過度に小さくなると、結晶粒の数が多くなり過ぎ、層中の空隙部分が多くなって脆くなる傾向などが見られるからである。
【００３８】
拡散防止層の結晶粒径としては、その好ましい上限値として、具体的には、例えば、５００ｎｍ、１２０ｎｍ、１１０ｎｍ、１００ｎｍ、９０ｎｍなどを例示することができる。一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、１ｎｍ、５ｎｍ、７．５ｎｍ、１０ｎｍ、１２．５ｎｍ、１５ｎｍなどを例示することができる。
【００３９】
また、ボンド層の純度としては、機械的強度に優れるなどの観点から、２Ｎ（９９％）以上であることが好ましく、より好ましくは３Ｎ（９９．９％）以上であると良い。
【００４０】
また、拡散防止層の純度としては、拡散防止効果に優れるなどの観点から、２Ｎ（９９％）以上であることが好ましく、より好ましくは３Ｎ（９９．９％）以上であると良い。
【００４１】
本成形型において、ボンド層の厚みは、特定の範囲内にあると良い。ボンド層の厚みが過度に厚くなると、機械強度が低下する傾向などが見られ、ボンド層の厚みが過度に小さくなると、十分な結合力が得られなくなる傾向などが見られるからである。
【００４２】
ボンド層の厚みとしては、その好ましい上限値として、具体的には、例えば、０．１μｍ、０．０５μｍ、０．０３μｍなどを例示することができる。一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、０．０１μｍなどを例示することができる。
【００４３】
また、拡散防止層の厚みについても、特定の範囲内にあると良い。拡散防止層の厚みが過度に厚くなると、型表面の凹凸が大きくなり、良好な表面を有する成形物を得難くなる場合があり、拡散防止層の厚みが過度に薄くなると、拡散防止効果が低下するなどの傾向が見られるからである。
【００４４】
拡散防止層の厚みとしては、その好ましい上限値として、具体的には、例えば、１μｍ、０．５μｍなどを例示することができる。一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、０．２μｍ、０．３μｍなどを例示することができる。
【００４５】
上記では、本成形型が、最表層として拡散防止層を有する場合について説明した。これ以外にも、本成形型は、図２に示すように、拡散防止層１６の表面に、さらに離型層１８を有していても良い。
【００４６】
離型層は、成形物との離型を促す機能を主として有している。離型層を積層するか否かは、例えば、成形材料の種類、成形温度などの成形条件などを考慮し、必要に応じて、適宜決定することができる。
【００４７】
つまり、成形条件などによっては、拡散防止層までの積層であっても離型に支障がない場合がある。このような場合には、離型層をあえて積層する必要はない。一方、例えば、ガラスなどの成形材料を高温で成形する場合などには、成形物が離型し難いことがある。このような場合には、離型層をさらに積層すると良い。
【００４８】
上記離型層は、１層よりなっていても良いし、２層以上よりなっていても良い。また、離型層が２層以上よりなる場合、各層は、同じ組成からなっていても良いし、異なる組成からなっていても良い。
【００４９】
離型層の材質としては、具体的には、例えば、Ｉｒ、Ｉｒ合金、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、Ｐｔ、Ｐｔ合金、Ｐｄ、Ｐｄ合金、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、（ＴｉＡｌ）Ｎ、（ＴｉＣｒ）Ｎ、Ｃｒ／ＣｒＮ、Ｃｒ／ＴｉＮなどを例示することができる。これらは１種または２種以上含まれていても良い。
【００５０】
また、離型層の厚みは、特に限定されるものではなく、離型性などを考慮して適宜選択すれば良い。
【００５１】
離型層の厚みとしては、その好ましい上限値として、具体的には、例えば、１μｍ、０．５μｍなどを例示することができる。一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、０．１μｍ、０．２μｍなどを例示することができる。
【００５２】
本成形型は、無機材料、有機材料の何れの成形材料に対しても使用することができる。無機材料としては、具体的には、例えば、ガラス、セラミックス、金属などを例示することができる。また、有機材料としては、各種樹脂、ゴムなどを例示することができる。これら成形材料は１種または２種以上混合されていても良い。
【００５３】
本成形型により成形される成形物としては、具体的には、例えば、ガラスレンズなどの光学部材、光通信分野などで用いられる基板など、各種の用途のものを例示することができる。
【００５４】
また、上記成形物は、本成形型を用いて、上記成形材料を、例えば、プレス成形、モールド成形、射出成形などの各種成形法により成形する工程を経れば、得ることができる。
【００５５】
次に、本成形型の製造方法（以下、「本製造方法」ということがある。）の一例について説明する。
【００５６】
本製造方法は、少なくとも、型基材部表面にボンド層を積層する工程と、ボンド層の表面に拡散防止層を積層する工程とを有している。そして、これら工程では、少なくとも、拡散防止層の硬度が、ボンド層の硬度よりも大きくなるように、拡散防止層およびボンド層の材質が選択される。
【００５７】
なお、型基材部表面にボンド層を積層する前に、脱脂処理、不働態被膜の除去、洗浄などの前処理を、必要に応じて行っても良い。
【００５８】
ここで、ボンド層、拡散防止層は、型基材部表面に種々の手法を用いて積層することができる。
【００５９】
ボンド層、拡散防止層の形成手法としては、具体的には、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、ＭＢＥ法、レーザーアブレーションなどの物理的気相成長法（ＰＶＤ）、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤなどの化学的気相成長法（ＣＶＤ）などといった気相法や、電解めっき、無電解めっきなどのめっき法、陽極酸化法、塗布法、ゾル−ゲル法などといった液相法などを例示することができる。なお、ボンド層、拡散防止層は、それぞれ同じ手法を用いて形成されていても良いし、それぞれ異なる手法を用いて形成されていても良い。
【００６０】
上記ボンド層および／または拡散防止層は、とりわけ、型表面を平坦化しやすい、気相法に比較して低コストであるなどの観点から、めっき法で形成すると良い。
【００６１】
図３は、例えば、気相法とめっき法とによりボンド層を形成した場合における、表面の凹凸状態の差異を模式的に例示した図である。（ａ）は、ボンド層が未だ形成されていない場合、（ｂ）は、気相法によりボンド層を形成した場合、（ｃ）は、めっき法によりボンド層を形成した場合を示している。
【００６２】
（ａ）に示すように、ボンド層１４を形成する前の型基材部１２は、通常、相対的に大きな凹凸部２２と、相対的に小さな凹凸部２４とを表面に有していることが多い。相対的に大きな凹凸部２２としては、例えば、成形型加工時に形成される加工マークなどを例示することができる。これに対し、相対的に小さな凹凸部２４としては、例えば、成形型加工時に脱落した粒子や、型基材部表面に存在する空孔（ポア）などを例示することができる。
【００６３】
型基材部１２の表面が（ａ）の状態にある場合に、気相法によりボンド層１４を形成すると、（ｂ）に示すように、相対的に小さな凹凸部２４は平坦化されるが、相対的に大きな凹凸部２２は平坦化され難い。
【００６４】
これに対して、めっき法によりボンド層１４を形成すると、（ｃ）に示すように、相対的に小さな凹凸部２４と、相対的に大きな凹凸部２２との両方が平坦化されやすい。そのため、表面に凹凸の少ない成形物を得やすくなる利点がある。この点は、ボンド層の表面に拡散防止層を形成する場合についても同様のことが言える。
【００６５】
めっき法を用いる場合、めっき液の種類、めっき電流密度、めっき時間、めっき浴温度、めっき浴中に添加する平坦性を付与する添加剤の種類や添加量などのめっき条件は適宜調節して行うことができる。
【００６６】
例えば、めっき電流密度、めっき時間は、めっき液の種類にもよるが、析出しためっき粒子の粗大化により機械強度が低下しないように、比較的高電流密度で短時間となるように選択すると良い。
【００６７】
ボンド層については、めっき電流密度の好ましい上限値として、具体的には、例えば、６、５Ａ／ｄｍ２などを例示することができ、一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、０．１、０．２Ａ／ｄｍ２などを例示することができる。
【００６８】
また、めっき時間は、めっき電流密度に合わせて適宜調整すれば良く、好ましくは、６０秒以内、より好ましくは、３０秒以内、さらに好ましくは、１０秒以内で調整すると良い。
【００６９】
一方、拡散防止層については、めっき電流密度の好ましい上限値として、具体的には、例えば、６、５Ａ／ｄｍ２などを例示することができ、一方、これら好ましい上限値と組み合わせ可能な好ましい下限値として、具体的には、例えば、０．１、０．２Ａ／ｄｍ２などを例示することができる。
【００７０】
また、めっき時間は、めっき電流密度に合わせて適宜調整すれば良く、好ましくは、３分以内、より好ましくは、２分以内、さらに好ましくは、１分以内で調整すると良い。
【００７１】
ボンド層および／または拡散防止層の形成にめっき法を用いる場合、形成されためっき層に対して、アニール処理などを施しても良い。アニール処理を施した場合には、ピンホールなどに起因する成分拡散を効果的に防止することができる。
【００７２】
なお、本製造方法は、必要に応じて、さらに、拡散防止層の表面に離型層を積層する工程を有していても良い。この場合、積層する離型層の材質などを考慮して、上記ボンド層、拡散防止層と同様の種々の手法を用いて積層することができる。好ましくは、めっき法によると良い。
【実施例】
【００７３】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
１．型基材部の準備およびその表面への前処理
型基材部として、Ｃｏを１２重量％含有するタングステンカーバイト粉末が焼結されてなる焼結型を準備した。なお、型基材部には、１０００ｐｐｍ以下のＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒが不純物成分として含有されていた。
【００７４】
次に、所定形状に焼結された型基材部の表面を、ＮａＯＨ水溶液により陽極電解脱脂し、表面に存在する有機不純物を溶解した。次いで、ＥＤＴＡ（７０ｇ／Ｌ）と過酸化水素水（３５重量％）とを含む６０ｍｌ／Ｌの溶液中に、型基材部を浸漬し、型基材部表面に存在する不働態被膜を除去した。更に、型基材部の表面を塩酸で洗浄し、その後、水洗した。
【００７５】
２．ボンド層の形成
２．１  形成手法１
金ストライクめっき浴（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株）製、「ニュートロネクス  ストライク」）を使用し、めっき電流密度３Ａ／ｄｍ２、めっき浴温度５０℃の条件で、上記前処理を施した型基材部の表面に、ＡｕストライクめっきよりなるＡｕ層（ボンド層）を形成した。
【００７６】
この際、後述する表１に示すように、実施例１、２、３、４については、めっき時間をそれぞれ１０秒、実施例７についてはめっき時間を５０秒とした。
【００７７】
２．２  形成手法２
上記型基材部の表面に、スパッタリング法により、Ａｕ層（ボンド層）を形成した。
２．３  形成手法３
上記型基材部の表面に、スパッタリング法により、Ｎｂ層（ボンド層）を形成した。
【００７８】
３．拡散防止層の形成
３．１  形成手法１
Ｒｈ２（ＳＯ４）３を８０ｇ／Ｌ、硫酸を１８０ｇ／Ｌ含有するめっき液を使用し、めっき電流密度１．３Ａ／ｄｍ２、めっき時間２．５分間、めっき浴温度４５℃の条件で、上記Ａｕ層（ボンド層）表面に、ＲｈめっきよりなるＲｈ層（拡散防止層）を形成した。
【００７９】
３．２  形成手法２
上記Ａｕ層（ボンド層）表面に、スパッタリング法により、Ｎｂ層（拡散防止層）を形成した。
【００８０】
４．離型層の形成
４．１  形成手法１
（ＮＨ４）２ＩｒＣｌ６を８ｇ／Ｌ、硫酸を０．８ｇ／Ｌ含有するめっき液を使用し、めっき電流密度１．０Ａ／ｄｍ２、めっき時間５分間、めっき浴温度５０℃の条件で、上記Ｒｈ層（拡散防止層）、Ｎｂ層（拡散防止層）またはＡｕ層（ボンド層）表面に、ＩｒめっきよりなるをＩｒ層（離型層）を形成した。
【００８１】
４．２  形成手法２
上記Ｒｈ層（拡散防止層）表面に、スパッタリング法により、Ｉｒ／Ｒｅ合金よりなるＩｒ／Ｒｅ層（離型層）を形成した。
【００８２】
５．ボンド層および拡散防止層の硬度測定
銅板上に形成した約１μｍのボンド層および拡散防止層のビッカース硬さを測定（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠）することにより、各層の硬度を測定した。この際、硬度測定装置には、ナノテック（株）製の「ナノハードネステスターＮＨＴ」を用いた。なお、型基材部のビッカース硬さについても測定（ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４に準拠）したところ、２０４０（Ｈｖ）であった。
【００８３】
６．ボンド層、拡散防止層および離型層の厚み測定
集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置（ＦＥＩ社製、「ＦＩＢ２００」）を用いてエッチングを行った後、ＳＩＭ（走査イオン顕微鏡）観察を行うことにより、各層の厚みを測定した。なお、表１中の厚みは、試料中心部で任意の箇所５点について測定した厚みの平均値である。
【００８４】
７．ボンド層および拡散防止層の平均粒径測定
上記集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置を用いてエッチングを行い、ＳＩＭ観察を行うことにより、ボンド層および拡散防止層の平均粒径を測定した。なお、表１中の平均粒径は、試料中心部で任意の粒子１０個について測定した粒径の平均値である。
【００８５】
８．耐久性評価
後述する表１に示した実施例および比較例に係る成形型につき、耐久性の評価を行った。すなわち、Ａｒ雰囲気中８００℃にて各成形型を１時間保持し、その後１００℃まで放冷するサイクルを、２０回実施した。
【００８６】
次いで、ＪＩＳ  Ｄ０２０２−１９８８に規定される碁盤目テープ試験に準拠し、各成形型の最表面にセロハンテープ（ニチバン（株）製、「ＣＴ２４」）を密着させた後、当該テープを剥離した。
【００８７】
この際、１００マス中に占める剥離していないマス目の数が、比較例１よりも少ない場合を合格とした。なお、表２中、「Ｘ／１００」（但し、Ｘは０〜１００の整数）は、１００マス中、Ｘマスにおいて、機能層が剥離したことを示している。
【００８８】
９．拡散防止効果の評価
後述する表１に示した実施例および比較例に係る成形型につき、拡散防止効果の評価を行った。すなわち、Ａｒ雰囲気中８００℃にて各成形型を１００時間保持し、その後室温まで放冷した。
【００８９】
次いで、オージェ分光法により、下層から拡散する可能性のある成分である、Ｗ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｎｂが、表層（拡散防止層または離型層）の表面に確認されるか否かを調査した。なお、成分検出装置には、アルバック・ファイ（株）製の「走査型オージェ電子分光分析装置ＰＨ１７００」を用いた。
【００９０】
この際、表層の構成成分以外のものが確認されなかった場合、または、表層の構成成分以外のものが１５ａｔｏｍ％以下であった場合を、下層成分の拡散を防止できているとして合格とした。一方、表層の構成成分以外のものが１５ａｔｏｍ％を越えており、下層成分が拡散していると認められたものを不合格とした。
【００９１】
表１に、実施例および比較例に係る成形型につき、型基材部表面上に形成した各機能層の層構成、ビッカース硬さ、厚み、平均粒径などをまとめたものを示す。また、表２に、実施例および比較例に係る成形型の評価結果をまとめたものを示す。なお、表２では、上記耐久性および拡散防止効果の両評価がともに合格のものを、総合評価で合格としている。
【００９２】
【表１】
2007223846.tif 000003
【００９３】
【表２】
2007223846.tif 000004
【００９４】
表１および表２によれば、以下のことが分かる。すなわち、型基材部表面に、ボンド層を介在させずに拡散防止層を積層した比較例１、ボンド層と拡散防止層との硬さ関係が本願の範囲を満たさない比較例２に係る成形型は、機能層の剥離が認められ、耐久性が極めて低かった。
【００９５】
また、拡散防止層の無い比較例３に係る成形型は、下層の成分拡散を十分に抑制できていなかった。
【００９６】
これらに対し、実施例に係る成形型は、型基材表面にボンド層を介して拡散防止層が積層されている。また、拡散防止層の硬度は、ボンド層の硬度よりも大きい。そのため、上記ボンド層の存在により、拡散防止層が剥離し難いので、耐久性に優れていることが確認できた。
【００９７】
また、実施例に係る成形型は、拡散防止層により下層成分の拡散を効果的に防止できていることが確認できた。
【００９８】
以上、本実施形態、実施例に係る成形型について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本実施形態に係る成形型の基本構成の一例を示した断面図である。
【図２】図１の成形型において、さらに、離型層を積層した場合の構成を示した断面図である。
【図３】気相法とめっき法とによりボンド層を形成した場合における、表面の凹凸状態の差異を模式的に例示した図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０    成形型
１２    型基材部
１４    ボンド層
１６    拡散防止層
１８    離型層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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