(57)【要約】      （修正有）【課題】硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューにおいて、硬質被覆層が耐摩耗性と潤滑性に優れ、かつ、硬質被覆層の界面剥離の発生が低減されたスクリューを提供する。【解決手段】硬質被覆層１２を蒸着形成した射出成形機のスクリュー１１において、該硬質被覆層１２は、ＴｉＮ膜，ＡｌＴｉＮ膜，ＡｌＣｒＮ膜，ＡｌＴｉＳｉＮ膜、ＡｌＣｒＳｉＮ膜等の硬質膜層１３と、ＣｒＮ膜，ＶＮ膜，ＴｉＶＮ膜等の潤滑膜層１４とからなり、潤滑膜層１４は、スクリューの軸方向の硬質被覆層１２断面において、軸方向に断続的に不連続に延伸形成され、かつ、層厚方向に多層に形成され、また、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層１２断面においては、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状に形成され、かつ、層厚方向に多層に形成された層構造を有する。【選択図】図２
2012091427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューにおいて、該硬質被覆層は、硬質膜層と、該硬質膜層間に介在形成された潤滑膜層とからなり、さらに、該潤滑膜層は、スクリューの軸方向の硬質被覆層断面において、硬質膜層の中に軸方向に断続的に不連続に延伸形成され、かつ、層厚方向に多層に形成された層構造を有し、また、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層断面においては、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状に形成され、かつ、層厚方向に多層に形成された層構造を有することを特徴とする射出成形機のスクリュー。
【請求項２】
上記硬質被覆層は１〜６μｍの平均層厚を有し、上記潤滑膜層は、平均層厚が１０〜５０ｎｍで、軸方向平均長さが５０〜１５０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機のスクリュー。
【請求項３】
上記硬質膜が、ＴｉＮ膜、ＡｌＴｉＮ膜、ＡｌＣｒＮ膜、ＡｌＴｉＳｉＮ膜およびＡｌＣｒＳｉＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上であること特徴とする請求項１または２に記載の射出成形機のスクリュー。
【請求項４】
上記潤滑膜が、ＣｒＮ膜、ＶＮ膜およびＴｉＶＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上であること特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の射出成形機のスクリュー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機のスクリューに関し、特に、界面剥離を防止するとともに、スクリューの耐久性の向上を図るため、スクリューの表面に耐摩耗性と潤滑性に優れた硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インラインスクリュー式の射出成形機のスクリューは、スクリュー表面にセラミックスコーティングを施すことによって、スクリューの耐久性向上を図っている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示されるように、スクリュー表面に、ＣｒＮからなる下層とＴｉＮからなる上層を被覆形成することにより、耐食性、密着性、耐摩耗性を高め、これによって、スクリューの耐久性を向上させる技術が提案されているが、この場合には、下層と上層間での界面剥離が生じやすいという問題点があった。
【０００４】
そこで、界面剥離の問題を解消し、スクリューの耐久性をさらに向上させる技術として、例えば、特許文献２に示されるように、スクリュー表面に、ＣｒＮ膜からなる下層と、中間層と、ＴｉＮ膜からなる上層を形成するとともに、該中間層を、下層に近いほどＣｒＮの含有量が多く、一方、上層に近いほどＴｉＮの含有量が多いＣｒＮとＴｉＮの複合傾斜層として形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５８６００号公報
【特許文献２】特開２００５−１４４９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の射出成形機のスクリュー、即ち、ＣｒＮとＴｉＮとからなる硬質被覆層を蒸着形成した特許文献１に示すスクリュー、あるいは、ＣｒＮとＴｉＮとの複合傾斜層からなる中間層をさらに介在形成した特許文献２に示すスクリューにおいては、ある程度の耐摩耗性が確保、耐久性の向上は図られるものの、界面剥離の発生を十分に防止することはできず、そのため、スクリューの耐久性については依然として満足できるものではなかった。
そこで、硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューにおいて、耐摩耗性を維持しつつ、同時に、界面剥離の発生の抑制し、耐久性のより一層の向上を図ることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであって、硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューにおいて、耐摩耗性を維持すると同時に、界面剥離の発生が抑制され、もって、より一段と耐久性の優れた射出成形機のスクリューを得ることを目的として、硬質被覆層の層構造等について鋭意研究したところ、次のような知見を得たのである。
【０００８】
特許文献１、２に示されるＴｉＮ、ＣｒＮからなる硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューにおいては、ＴｉＮ、ＣｒＮは硬質膜であって、確かに耐摩耗性に優れるものの、このような硬質膜における界面剥離発生の要因の一つは、樹脂に対する硬質膜の潤滑性が不十分であることに起因することを本発明者らは見出した。
【０００９】
そこで、本発明者らは、スクリュー表面に形成する硬質被覆層を、耐摩耗性に優れる硬質膜（例えば、ＴｉＮ膜、ＡｌＴｉＮ膜、ＡｌＣｒＮ膜、ＡｌＴｉＳｉＮ膜、ＡｌＣｒＳｉＮ膜等）と、潤滑性に優れる潤滑膜（ＣｒＮ膜、ＶＮ膜、ＴｉＶＮ膜）とで構成したところ、単に硬質膜層と潤滑膜層とを交互積層構造にしたのみでは、硬質被覆層の潤滑性は向上するものの、硬質膜と潤滑膜との密着強度が十分でないため、依然として界面剥離の発生を防止することはできないことを確認した。
そこで、硬質膜と潤滑膜との密着強度を向上させるための層構造についてさらに検討を進めたところ、硬質膜層間に潤滑膜層を形成するにあたり、硬質膜層を、スクリューの軸方向に断続的に不連続に延伸形成し、かつ、層厚方向に多層に形成し、また、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層断面においては、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状となるように形成し、かつ、層厚方向に多層に形成した場合には、硬質被覆層として硬質膜層と潤滑膜層とが蒸着形成された射出成形機のスクリューは、すぐれた耐摩耗性と潤滑性を発揮すると同時に、硬質膜と潤滑膜との密着強度も改善されるため、界面剥離の発生頻度が大きく低減され、その結果、スクリューの耐久性が大幅に向上することを見出したのである。
【００１０】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
「（１）  硬質被覆層を蒸着形成した射出成形機のスクリューにおいて、該硬質被覆層は、硬質膜層と、該硬質膜層間に介在形成された潤滑膜層とからなり、さらに、該潤滑膜層は、スクリューの軸方向の硬質被覆層断面において、硬質膜層の中に軸方向に断続的に不連続に延伸形成され、かつ、層厚方向に多層に形成された層構造を有し、また、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層断面においては、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状に形成され、かつ、層厚方向に多層に形成された層構造を有することを特徴とする射出成形機のスクリュー。
（２）  上記硬質被覆層は１〜６μｍの平均層厚を有し、上記潤滑膜層は、平均層厚が１０〜５０ｎｍで、軸方向平均長さが５０〜１５０ｍｍであることを特徴とする前記（１）に記載の射出成形機のスクリュー。
（３）  上記硬質膜が、ＴｉＮ膜、ＡｌＴｉＮ膜、ＡｌＣｒＮ膜、ＡｌＴｉＳｉＮ膜およびＡｌＣｒＳｉＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上であること特徴とする前記（１）または（２）に記載の射出成形機のスクリュー。
（４）  上記潤滑膜が、ＣｒＮ膜、ＶＮ膜およびＴｉＶＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上であること特徴とする前記（１）乃至（３）の何れかに記載の射出成形機のスクリュー。」
を特徴とするものである。
【００１１】
本発明について、以下に詳細に説明する。
【００１２】
膜材質：  
本発明では、硬質被覆層を構成する硬質膜および潤滑膜のそれぞれは、当業者に既に良く知られている材質の膜で形成すればよく、例えば、硬質膜としては、ＴｉＮ膜、ＡｌＴｉＮ膜、ＡｌＣｒＮ膜、ＡｌＴｉＳｉＮ膜およびＡｌＣｒＳｉＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上、また、潤滑膜としては、ＣｒＮ膜、ＶＮ膜およびＴｉＶＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上で形成すればよい。
硬質膜はいずれも優れた耐摩耗性を備えるが、これに加えて、ＴｉＮ膜ではすぐれた高温強度を、ＡｌＴｉＮ膜では、すぐれた高温強度、高温硬さ、耐熱性を、ＡｌＣｒＮ膜では、すぐれた高温強度、高温硬さ、耐熱性、耐高温酸化性を、ＡｌＴｉＳｉＮ膜では、すぐれた高温強度、高温硬さ、耐熱性を、ＡｌＣｒＳｉＮ膜では、すぐれた高温強度、高温硬さ、耐熱性、耐高温酸化性、耐熱塑性変形性を相併せ持つ。
また、潤滑膜はいずれも優れた潤滑性を備えるが、これに加えて、ＣｒＮ膜ではすぐれた耐溶着性、耐高温酸化性を、ＶＮ膜ではすぐれた耐溶着性を、ＴｉＶＮ膜ではすぐれた高温硬さ、耐溶着性を相併せ持つ。
【００１３】
層構造：
図２に、硬質膜と潤滑膜からなる硬質被覆層を蒸着形成した本発明のスクリューの一部断面拡大図の概略斜視図を示す。
図２において、スクリュー１１の周囲には、例えば、アークイオンプテーティングにより平均層厚１〜６μｍの硬質被覆層１２が蒸着形成され、そして、硬質被覆層１２は、硬質膜層１３と潤滑膜層１４とからなっている。
潤滑膜層１４は、硬質被覆層１２の層厚方向に多層に形成され、その一層平均層厚は１０〜５０ｎｍである。
また、潤滑膜層１４は、スクリューの軸方向の硬質被覆層断面で見た場合、硬質膜層の中に軸方向に断続的に不連続に延伸形成され、かつ、断続的・不連続に延伸形成された潤滑膜層１４の軸方向平均長さは５０〜１５０ｍｍとされている。
さらに、潤滑膜層１４は、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層断面で見た場合、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状に形成されている。
【００１４】
本発明では、硬質膜と潤滑膜からなる硬質被覆層の層構造を、上記図２に示される構造とすることによって、硬質被覆層の耐摩耗性を確保しつつ潤滑性をも確保し、しかも、界面剥離の発生を抑制することが可能となった。
つまり、硬質膜と潤滑膜を、通常のアークイオンプレーティングにより蒸着形成した場合には、硬質膜中に形成される潤滑膜は、スクリューの軸方向に連続する面として形成され、硬質膜と潤滑膜間の密着強度は不十分となるが、本発明では、潤滑膜がスクリューの軸方向に断続的・不連続な断片状に形成されていることによって、潤滑膜層が硬質膜中に包み込まれた状態で形成され、さらに、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的かつ不連続な円弧状に形成されていることによって、やはり、潤滑膜層が硬質膜中に包み込まれた状態で形成され、その結果、密着強度の弱い硬質膜と潤滑膜とに接触界面を減少させたことによって、硬質被覆層全体としての界面剥離の発生を低減することができるのである。
【００１５】
潤滑膜のサイズ：
スクリューの軸方向に断続的・不連続な断片状に形成された一片の潤滑膜の長さが５０ｍｍ未満であると、潤滑効果が少なく、一方、その長さが１５０ｍｍを超えると潤滑膜の占める相対的な面積（体積）割合が増加し界面剥離を発生しやすくなるので、スクリューの軸方向の断続的・不連続な断片状潤滑膜の一片当たり平均長さは５０〜１５０ｍｍとすることが望ましい。なお、スクリューの軸方向の断片状潤滑膜の形成間隔は、硬質被覆層中に占める潤滑膜の割合を高めすぎないという観点から、１００〜３００ｍｍとすることが望ましい。
また、潤滑膜の膜厚については、平均膜厚が１０ｎｍ未満では潤滑効果が少なく、一方、平均膜厚が５０ｎｍを超えると硬質被覆層全体としての高温強度、高温硬さが低下し耐摩耗性が低下することから、潤滑膜の平均膜厚は１０〜５０ｎｍとすることが望ましい。
スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的かつ不連続な円弧状に形成されている潤滑膜のサイズについても、潤滑効果を期待すると同時に潤滑膜の占有割合を高めすぎないという観点から、その円弧の角度が３０〜９０°の範囲内となるように形成することが望ましい。
【００１６】
硬質被覆層の形成：
本発明の硬質膜と潤滑膜からなる硬質被覆層の層構造は、例えば、硬質膜形成用のターゲットと、潤滑膜形成用のターゲットとを備えたアークイオンプレーティング（以下、ＡＩＰという）装置において、膜形成のための放電のオン−オフを断続的に行うことによって、形成することができる。
図３に、本発明の硬質被覆層を形成するためのＡＩＰ装置の概略図を示す。
図３において、ＡＩＰ装置は、硬質膜形成用のターゲット（蒸発源）２２、潤滑膜形成用のターゲット（蒸発源）２３、ターゲット２２、２３にそのマイナス側を接続したアーク電源２４、２５、ターゲット２２、２３の近傍に配設されアーク電源のプラス側と接続したアノード電極２６、２７、スクリュー２１にバイアス電圧を印加するバイアス電源２９、潤滑膜形成用のターゲット（蒸発源）２３とスクリュー２１の間には特殊な層構造を形成するためのスリット３０を備え、スクリュー２１を回転テーブル２８上に載置し、スクリュー２１を回転させつつ、硬質膜形成用のターゲット（蒸発源）２２、潤滑膜形成用のターゲット（蒸発源）２３のアーク放電を断続的に行うことによって、硬質膜と潤滑膜の特殊な層構造からなる本発明の硬質被覆層を形成する。
例えば、
（ａ）スクリューをアセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図３に示されるＡＩＰ装置内の回転テーブル上の中心に装着し、前記回転テーブルを挟んで相対向する両側にカソード電極（蒸発源）を配置し、その一方にはカソード電極（蒸発源）として硬質膜形成用Ａｌ−Ｔｉ−Ｓｉ合金を配置し、また、その他方にはカソード電極（蒸発源）として潤滑膜形成用Ｔｉ−Ｖ合金を配置し、さらに、上記両カソード電極の中間位置には、カソード電極（蒸発源）としてボンバード洗浄用金属Ｔｉを配置したＡＩＰ装置を用い、
（ｂ）まず、装置内を排気して０．１Ｐａ以下の真空に保持しながら、ヒーターで装置内を４００℃に加熱した後、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−８００Ｖの直流バイアス電圧を印加し、かつカソード電極の前記ボンバード洗浄用金属Ｔｉとアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もって工具基体表面を前記金属Ｔｉによってボンバード洗浄し、
（ｃ）次に、装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して４Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記回転テーブル上で自転しながら回転する工具基体に−１００Ｖの直流バイアス電圧を印加し、かつカソード電極の前記硬質膜形成用Ａｌ−Ｔｉ−Ｓｉ合金とアノード電極との間に１２０Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、前記工具基体の表面に硬質膜を形成させながら、
（ｄ）引き続いてカソード電極（蒸発源）である潤滑膜形成用Ｔｉ−Ｖ合金とアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を断続的に発生させて、前記工具基体の表面に潤滑膜であるＴｉＶＮ層を蒸着形成することにより、本発明の硬質被覆層の層構造を形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、射出成形機のスクリューの硬質被覆層を、硬質膜層と、該硬質膜層間に介在形成された潤滑膜層とから構成し、さらに、潤滑膜層は、スクリューの軸方向にわたって、硬質膜層の中に軸方向に断続的に不連続に延伸形成し、かつ、層厚方向に多層に形成するとともに、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層断面においては、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状に形成し、かつ、層厚方向に多層に形成することにより、硬質被覆層は、耐摩耗性と潤滑性を兼ね備え、しかも、界面剥離の発生が抑制されることから、耐久性のすぐれた射出成型機のスクリューを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】射出成形機のスクリューの概略説明図を示す。
【図２】本発明のスクリューの一部断面拡大図の概略斜視図を示す。
【図３】硬質被覆層を蒸着形成するアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装置の概略説明図を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明が適用されるインラインスクリュー式の射出成形機における、一般的なスクリューの構成を示す図である。図１において、１はねじ７が形成されたスクリュー、２はスクリュー基部、３はスクリュー供給部、４はスクリュー圧縮部、５はスクリュー計量部、６はスクリューヘッドである。
【００２１】
本発明では、上記したスクリュー１の、少なくとも、スクリュー供給部３、スクリュー圧縮部４、スクリュー計量部５およびねじ７に、例えば、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）装置により、硬質膜層と潤滑膜層とからなる硬質被覆層を蒸着形成する。
【００２２】
図２に、硬質膜と潤滑膜からなる硬質被覆層を蒸着形成した本発明のスクリューの一部拡大の断面概略斜視図を示す。
図２において、スクリュー１１の周囲には、アークイオンプテーティングにより、硬質被覆層１２が蒸着形成されるが、硬質被覆層１２は、例えば、ＴｉＮ膜、ＡｌＴｉＮ膜、ＡｌＣｒＮ膜、ＡｌＴｉＳｉＮ膜およびＡｌＣｒＳｉＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上からなる硬質膜層１３と、例えば、ＣｒＮ膜、ＶＮ膜およびＴｉＶＮ膜のうちから選ばれる何れか１種または２種以上からなる潤滑膜層１４とからなっている。
そして、潤滑膜層１４は、硬質被覆層１２の層厚方向に多層に形成されており、その一層平均層厚は１０〜５０ｎｍとなっている。
また、潤滑膜層１４は、スクリューの軸方向の硬質被覆層断面で見た場合、硬質膜層の中に軸方向に断続的に不連続に延伸形成され、かつ、断続的・不連続に延伸形成された潤滑膜層１４の軸方向平均長さは５０〜１５０ｍｍとなっている。
さらに、潤滑膜層１４は、スクリューの軸方向に直交する硬質被覆層断面で見た場合、スクリューの軸を中心とする円周方向に沿って断続的に不連続な円弧状に形成されている。
【００２３】
図３は、スクリューに硬質被覆層を蒸着形成するＡＩＰ装置の概略説明図である。図３において、２２は硬質膜形成用のターゲット（蒸発源）、２３は潤滑膜形成用のターゲット（蒸発源）、２４、２５はターゲット２２、２３にそのマイナス側を接続したアーク電源、２６、２７はターゲット２２、２３の近傍に配設されアーク電源のプラス側と接続したアノード電極（陽極）、２１は硬質被覆層を形成するスクリュー、２８は回転テーブル、２９はスクリューにバイアス電圧を印加するバイアス電源である。
図３において、２１は、例えばＳＫＤ１１からなるスクリュー、２２は、例えば、ＴｉＮ膜、ＡｌＴｉＮ膜、ＡｌＣｒＮ膜、ＡｌＴｉＳｉＮ膜、ＡｌＣｒＳｉＮ膜からなる硬質膜形成用ターゲット（なお、複数種類の硬質膜を形成する場合には、複数種類の硬質膜形成用ターゲットが必要となる）、２３は、例えば、ＣｒＮ膜、ＶＮ膜、ＴｉＶＮ膜からなる潤滑膜形成用ターゲット（なお、複数種類の潤滑膜を形成する場合には、複数種類の潤滑膜形成用ターゲットが必要となる）であり、本発明の硬質膜層と潤滑膜層からなる硬質被覆層を形成する場合には、例えば、以下の手順にしたがい蒸着を行う。
スクリュー基体をアセトン中で超音波洗浄し、乾燥した状態で、図３に示されるＡＩＰ装置内の回転テーブル上の中心に装着し、前記回転テーブルを挟んで相対向する両側にカソード電極（蒸発源）を配置し、その一方にはカソード電極（蒸発源）として硬質膜形成用Ａｌ−Ｔｉ−Ｓｉ合金を配置し、また、その他方にはカソード電極（蒸発源）として潤滑膜形成用Ｔｉ−Ｖ合金を配置し、さらに、上記両カソード電極の中間位置には、カソード電極（蒸発源）としてボンバード洗浄用金属Ｔｉを配置したＡＩＰ装置を用い、
まず、装置内を排気して０．１Ｐａ以下の真空に保持しながら、ヒーターで装置内を４００℃に加熱した後、前記回転テーブル上を１ｒｐｍの速度で回転する工具基体に−８００Ｖの直流バイアス電圧を印加し、かつカソード電極の前記ボンバード洗浄用金属Ｔｉとアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、もってスクリュー基体表面を前記金属Ｔｉによってボンバード洗浄し、
ついで、装置内に反応ガスとして窒素ガスを導入して４Ｐａの反応雰囲気とすると共に、前記スクリュー基体に印加するバイアス電圧を−１００Ｖに下げて、かつカソード電極の前記硬質膜形成用Ａｌ−Ｔｉ−Ｓｉ合金とアノード電極との間に１２０Ａの電流を流してアーク放電を発生させ、前記スクリュー基体の表面に硬質膜を形成させながら、
引き続いてカソード電極（蒸発源）である潤滑膜形成用Ｔｉ−Ｖ合金とアノード電極との間に１００Ａの電流を流してアーク放電を１０秒間隔で断続的に発生させて、前記スクリュー基体の表面に潤滑膜であるＴｉＶＮ層を蒸着形成する。
上記蒸着操作によって、３μｍの平均層厚の硬質被覆層であって、硬質被覆層中の潤滑膜層の平均層厚が３０ｎｍ、軸方向平均長さが１００ｍｍ、軸方向平均間隔が１００ｍｍ、また、スクリューの軸方向に直交する断面における円周方向の潤滑膜層の平均円弧角度が５０°であるＡｌＴｉＳｉＮ硬質膜層とＴｉＶＮ潤滑膜層とからなる本発明に係る射出成形機のスクリューを形成することができる。
【実施例】
【００２４】
ＳＫＤ１１を用いて、図１に示す形状のスクリュー（有効長さ６４０ｍｍ，直径３２ｍｍ，ねじ高さ（供給部）５．８ｍｍ，ねじ高さ（計量部）２．０ｍｍ，ねじピッチ３２ｍｍ）を作製し、図３に示すＡＩＰ装置により、表１に示す種類の硬質膜、潤滑膜を蒸着形成し、同じく表１に示す潤滑膜の平均層厚、軸方向平均長さ、軸方向平均間隔、平均円弧角度の硬質膜層を形成することにより本発明の射出成形機のスクリュー１〜１０（本発明１〜１０という）を作製した。
【００２５】
比較のために、本発明と同じ形状のスクリューに対し、表２に示す種類の硬質膜、潤滑膜を蒸着形成し、同じく表２に示す潤滑膜の平均層厚、軸方向平均長さ、軸方向平均間隔、平均円弧角度の硬質膜層を形成することにより比較例の射出成形機のスクリュー１〜１０（比較例１〜１０という）を作製した。
【００２６】
上記本発明１〜１０および比較例１〜１０を用いて、ポリプロピレン樹脂１００重量％に対して、ガラス繊維を４０重量％添加した成形材料による射出成形を、シリンダ温度２５０℃、射出圧力８０ＭＰａ、スクリュー回転数６０ｒｐｍ、金型温度４０℃という条件で実施した。
上記射出成形を５０００ショット行った後、硬質被覆層の界面剥離の状況を観察した。観察結果をそれぞれ表１、表２に示す。
【００２７】
【表１】
2012091427.tif 000003
【００２８】
【表２】
2012091427.tif 000004
【００２９】
表１、表２から明らかなように、比較例のスクリューでは、射出成形を行った後のスクリュー表面の硬質被覆層には界面剥離が多発し、耐久性が劣るものであった。
これに対して、本発明のスクリューでは、硬質被覆層の耐摩耗性、潤滑性が優れるばかりか、界面剥離の発生はなく、長期の使用にわたってすぐれた特性を発揮する射出成型機のスクリューを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のスクリューの硬質被覆層は、その層構造により、界面剥離の発生を抑制できるばかりか、耐摩耗性、潤滑性に優れることから、切削工具、耐摩耗部材等に適用した場合にもすぐれた特性を発揮し、産業上極めて有益である。
【符号の説明】
【００３１】
１   スクリュー
２   スクリュー基部
３   スクリュー供給部
４   スクリュー圧縮部
５   スクリュー計量部
６   スクリューヘッド
７   ねじ
１１ スクリュー
１２ 硬質被覆層
１３ 硬質膜層
１４ 潤滑膜層
２１ スクリュー
２２ 硬質膜形成用のターゲット（蒸発源）
２３ 潤滑膜形成用のターゲット（蒸発源）
２４ アーク電源
２５ アーク電源
２６ アノード電極（陽極）
２７ アノード電極（陽極）
２８ 回転テーブル
２９ バイアス電源
３０ スリット
【図１】
2012091427.tif 000005
【図２】
2012091427.tif 000006
【図３】
2012091427.tif 000007