(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型基材部表面に、
気相法により形成された導電層と、
電気めっきにより形成された金属めっき層と、
少なくとも下層構成成分の拡散を防止する拡散防止層とがこの順に積層された積層構造を有することを特徴とするガラス成形型。
【請求項２】
前記気相法は、スパッタリング法および／または真空蒸着法であることを特徴とする請求項１に記載のガラス成形型。
【請求項３】
前記導電層は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ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、あるいは、ダイヤモンドライクカーボン、もしくは、炭化ケイ素より構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス成形型。
【請求項４】
前記金属めっき層は、Ａｕめっき層であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のガラス成形型。
【請求項５】
前記拡散防止層は、Ｒｈ層であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のガラス成形型。
【請求項６】
前記拡散防止層の表面に、ガラス成形物との離型を促す離型層が積層されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のガラス成形型。
【請求項７】
前記離型層は、ＩｒまたはＩｒ合金より構成されていることを特徴とする請求項６に記載のガラス成形型。
【請求項８】
前記Ｉｒ合金は、Ｉｒと、Ｒｅおよび／またはＰｔとの組み合わせよりなる合金であることを特徴とする請求項７に記載のガラス成形型。
【請求項９】
前記型基材部表面に凹部および／または凸部が形成されていることを特徴とする請求項１から８の何れかに記載のガラス成形型。
【請求項１０】
前記凹部および／または凸部は、前記型基材部表面と斜交する面を有することを特徴とする請求項９に記載のガラス成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成形型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス成形型としては、型基材部表面に、拡散防止層と離型層とがこの順に被覆されたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＷＣよりなる母材上に、スパッタリング法により形成されたＮｂ、Ｈｆ、Ｔａなどよりなる拡散防止層と、スパッタリング法により形成されたＩｒ−Ｐｔ合金、Ｉｒ−Ｒｅ合金などよりなる離型層とがこの順に被覆されたガラス成形型が開示されている。
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、従来知られるガラス成形型は、下記の点で問題があった。
【０００６】
すなわち、スパッタリング法は、ＷＣ等の型基材部の導電性などに関係なく成膜することができる。そして、型基材部表面のうち、平坦な部分には、比較的均一な膜厚で成膜することができる。
【０００７】
しかし、型基材部表面は、平坦な部分ばかりではない。型基材部表面には、ガラス成形物の外形に合わせて、Ｖ溝などの凹部や突起などの凸部が形成されることがある。
【０００８】
この場合、Ｖ溝の斜面など、型基材部表面と交わる面への成膜は、スパッタリング法では難しく、この部分の膜厚が、平面部に比較して薄くなりがちである。その結果、スパッタ層の膜厚がばらつきやすい。
【０００９】
そのため、型基材部表面にスパッタ層を積層すると、相対的に膜厚の薄い部分の密着力が低下し、ガラス成形時に、この部分が起点となって層剥離が発生しやすくなるといった問題があった。
【００１０】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、従来に比較して、型基材部表面に積層する層の密着性に優れたガラス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、本発明に係るガラス成形型は、型基材部表面に、気相法により形成された導電層と、電気めっきにより形成された金属めっき層と、少なくとも下層構成成分の拡散を防止する拡散防止層とがこの順に積層された積層構造を有することを要旨とする。
【００１２】
ここで、上記気相法は、スパッタリング法および／または真空蒸着法であると良い。
【００１３】
また、上記導電層は、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＴａから選択される少なくとも１種の金属および／または上記金属を１種以上含む合金、あるいは、ダイヤモンドライクカーボン、もしくは、炭化ケイ素より構成されていること良い。
【００１４】
また、上記金属めっき層は、Ａｕめっき層であると良い。
【００１５】
また、上記拡散防止層は、Ｒｈ層であると良い。
【００１６】
また、上記拡散防止層の表面には、ガラス成形物との離型を促す離型層が積層されていると良い。この場合、上記離型層は、ＩｒまたはＩｒ合金より構成されていると良い。
【００１７】
また、上記型基材部表面には、凹部および／または凸部が形成されていると良い。この場合、凹部および／または凸部は、上記型基材部表面と斜交する面を有していると良い。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るガラス成形型は、型基材部表面に、気相法による導電層と、電気めっきによる金属めっき層と、拡散防止層とがこの順に積層された積層構造を有している。
【００２０】
気相法は、型基材部の導電率バラツキや表面汚染物質の有無などに関わらず、層を形成することができる。また、電気めっきは、気相法に比較して、層を形成する表面の形状に関係なく、均一な膜厚を確保することができる。
【００２１】
それ故、本発明に係るガラス成形型は、気相法による導電層により型基材部表面の導電率バラツキが低減され、その上に比較的均一な膜厚の金属めっき層が積層されることになる。そして、この金属めっき層の上に拡散防止層が積層されることになる。そのため、従来に比較して、層の密着性に優れる。
【００２２】
したがって、本発明に係るガラス成形型は、従来に比較して、ガラス成形時に層剥離が生じ難く、耐久性に優れる。
【００２３】
ここで、上記気相法が、スパッタリング法および／または真空蒸着法である場合には、層の均質性、型基材部との密着性に優れるなどの利点がある。
【００２４】
また、上記導電層が、上記した特定の材料より構成されている場合には、層の密着力および導電性を確保しやすくなる。
【００２５】
また、上記金属めっき層がＡｕめっき層である場合には、型基材部と拡散防止層との密着性を向上させやすくなる。
【００２６】
また、拡散防止層がＲｈ層である場合には、金属めっき層、導電層、型基材部などの構成成分の拡散防止効果に優れる。また、ガラス構成成分の型基材部側への拡散も防止しやすい。
【００２７】
また、上記拡散防止層の表面に、ガラス成形物との離型を促す離型層が積層されている場合には、離型性が向上する。そのため、上記作用効果と相まって、ガラス成形型の耐久性を一層向上させることができる。
【００２８】
また、上記離型層が、ＩｒまたはＩｒ合金より構成されている場合には、ガラス材料との離型性に優れる。
【００２９】
また、上記型基材部表面に凹部および／または凸部を有する場合、従来構成のガラス成形型では、特に、この部分周辺から層剥離が生じやすかった。しかし、本発明に係るガラス成形型によれば、この場合でも、上記作用効果を奏することができる。
【００３０】
一方、本発明に係るガラス成形型を用いて成形されたガラス成形物は、量産性などに優れるなどの利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本実施形態に係るガラス成形型（以下、「本成形型」ということがある。）について詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本成形型の一部を模式的に示した断面図である。図１に示すように、本成形型１０は、型基材部１２の表面に、導電層１４と、金属めっき層１６と、拡散防止層１８とがこの順に積層された積層構造２０を有している。
【００３３】
本成形型において、型基材部は、型本体をなす。型基材部の表面は、ガラス材料に所望形状を転写する転写面とされる。
【００３４】
型基材部の表面形状は、特に限定されるものではなく、成形するガラス成形物の外形などを考慮して決定することができる。型基材部の表面は、平坦部より形成されていても良いし、凹部や凸部が形成されていても良い。また、これらの組み合わせから形成されていても良い。
【００３５】
上記凹部や凸部は、型基材部表面と斜交する斜交面を有していても良い。この場合、好ましくは、ガラス成形時の層剥離防止、成形後の脱型性などの観点から、型基材部表面と凹部や凸部の斜交面とのなす角は、９０°超から１８０°未満の範囲内にあると良い。
【００３６】
図２〜図４は、型基材部表面の具体例を示した図であり、何れも（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【００３７】
型基材部が有する上記凹部としては、図２に示すように、断面略Ｖ字状の溝１２ａ（ここにいう「Ｖ」には、二等辺三角形状、正三角形状のみならず、不等辺三角形状も含まれる）、図３に示すように、格子状の溝１２ｂなどを例示することができる。また、図示はしないが、上記以外にも、上記凹部は、断面略四角形状、断面略球面状等の溝や、円柱状、多角柱状、円錐状、多角錐状、略半球状等の孔などであっても良い。また、これらの組み合わせであっても良い。
【００３８】
一方、型基材部が有する上記凸部としては、図４に示すような、断面略逆Ｖ字状の突条１２ｃなどを例示することができる。また、図示はしないが、上記以外にも、凸部は、断面略四角形状、断面略球面状等の突条や、円柱状、多角柱状、円錐状、多角錐状、略半球状等の突起などであっても良い。また、これらの組み合わせであっても良い。
【００３９】
上記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、Ｗ合金、グラッシーカーボン、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。このうち、好ましくは、耐久性、耐熱性などに優れる観点から、ＷＣ系の超硬合金、セラミックスなどであると良い。なお、ＷＣ系の超硬合金は、バインダー成分が少ない方が好ましい。
【００４０】
本成形型において、導電層は、主に、型基材部表面の導電率バラツキを低減し、次に積層される金属めっき層の下地的な役割を果たすものである。
【００４１】
ここで、上記導電層は、気相法により形成される。上述したように、型基材部には、ＷＣ系の超硬合金など、導電率バラツキの大きな材料を用いることが多い。気相法によれば、このような型基材部表面の導電率バラツキ、さらには、表面汚染物質の有無などに関わらず、層を形成することができるからである。
【００４２】
上記気相法としては、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法などの物理的気相成長法（ＰＶＤ）、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などの化学的気相成長法（ＣＶＤ）などを例示することができる。
【００４３】
上記気相法としては、密着性などの観点から、好ましくは、スパッタリング法、真空蒸着法などを好適な方法として選択することができる。
【００４４】
なお、上記気相法による成膜条件（例えば、スパッタリング法の場合、スパッタ電力、スパッタ圧力、スパッタ時間、スパッタ温度などの条件）は、形成する層組成、膜厚などを考慮して、適宜最適な値を選択すれば良い。
【００４５】
上記導電層を構成する材料としては、具体的には、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｔａなどの金属、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。これらは１種または２種以上併用することができる。なお、この場合の気相法としては、スパッタリング法、真空蒸着法などを好適に選択することができる。
【００４６】
上記導電層を構成する材料としては、他にも例えば、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、炭化ケイ素などを例示することができる。なお、この場合の気相法としては、真空蒸着法、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法などを好適に選択することができる。
【００４７】
上記導電層を構成する材料としては、積層される層の密着性を確保しやすいなどの観点から、Ａｕ、Ａｕ合金、Ｐｔ、Ｐｔ合金、Ｎｉ、Ｎｉ合金、Ａｇ、Ａｇ合金などが好ましい。なお、上記導電層は、１層または２層以上から構成されていても良い。
【００４８】
上記導電層の厚みは、型基材部表面の導電性を均一にすることができれば、特に限定されるものではなく、過度に厚くする必要性は低い。所望する形状が得られなかったり、型の生産性が低下したり、コストも増加しやすくなったりするからである。
【００４９】
上記導電層の厚みは、好ましくは、金属めっき層の厚みよりも薄いと良い。上記導電層の厚みの上限は、成膜時間、コストなどの観点から、好ましくは、２００ｎｍ以下、より好ましくは、１００ｎｍ以下、最も好ましくは、５０ｎｍ以下であると良い。一方、導電層の厚みの下限は、良好な密着性、導電性の確保などの観点から、好ましくは、１０ｎｍ以上、より好ましくは、１５ｎｍ以上、最も好ましくは、２０ｎｍ以上であると良い。
【００５０】
本成形型において、金属めっき層は、主に、次に積層される拡散防止層を型基材部に結合（ボンド）する役割を果たすものである。また、型基材部表面を平滑化する役割も有している。なお、金属めっき層にいう「金属」には、金属単体のみならず、合金も含まれる。
【００５１】
ここで、上記金属めっき層は、電気めっきにより形成される。電気めっきは、気相法に比較して、層を形成する表面の形状に関係なく均一な膜厚を確保しやすく、層の密着性を向上させやすいからである。
【００５２】
なお、上記電気めっきによる成膜条件（例えば、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添加剤の種類や添加量などの条件）は、金属めっき層の組成、膜厚などを考慮して、適宜最適な値を選択すれば良い。
【００５３】
上記金属めっき層を構成する金属としては、例えば、Ａｕ、Ｗ、Ｒｈ、Ｎｉなどの金属、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。これらは１種または２種以上併用することができる。
【００５４】
上記金属めっき層を構成する金属としては、拡散防止層との密着力に優れるなどの観点から、好ましくは、Ａｕ、Ａｕ合金などであると良い。より好ましくは、Ａｕである良い。なお、上記金属めっき層は、１層または２層以上から構成されていても良い。
【００５５】
上記金属めっき層の厚みの上限は、型基材部に形成された所望パターンの形状維持、コストなどの観点から、好ましくは、３００ｎｍ以下、より好ましくは、２００ｎｍ以下、最も好ましくは、１００ｎｍ以下であると良い。一方、金属めっき層の厚みの下限は、良好な密着性の確保、層自体の強度の確保、膜厚および膜質の均一性確保などの観点から、好ましくは、２０ｎｍ以上、より好ましくは、３０ｎｍ以上、最も好ましくは、５０ｎｍ以上であると良い。
【００５６】
本成形型において、拡散防止層は、主に、金属めっき層や導電層、型基材部を構成する成分が、本成形型表面に拡散するのを抑制する役割を果たすものである。好ましくは、さらに、ガラス材料を構成する成分が、拡散防止層よりも下側（型基材部側）に拡散するのを抑制可能であると良い。
【００５７】
上記拡散成分としては、具体的には、例えば、Ｗ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ａｕなどを例示することができる。
【００５８】
上記拡散防止層の成膜方法は、特に限定されるものではなく、上述した各種気相法や電気めっき法、ゾル−ゲル法などの各種ウェットコーティング法などを適用することができる。これらのうち、好ましくは、金属拡散防止などの観点から、スパッタリング法、真空蒸着法、電気めっき法などを用いると良い。
【００５９】
上記拡散防止層を構成する材料としては、例えば、Ｒｈ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａなどの金属、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。これらは１種または２種以上併用することができる。
【００６０】
上記拡散防止層を構成する材料としては、拡散防止効果に優れるなどの観点から、好ましくは、Ｒｈ、Ｒｈ合金などであると良い。より好ましくは、Ｒｈである良い。なお、上記拡散防止層は、１層または２層以上から構成されていても良い。
【００６１】
上記拡散防止層の厚みの上限は、型基材部に形成された所望パターンの形状維持、コストなどの観点から、好ましくは、５００ｎｍ以下、より好ましくは、４００ｎｍ以下、最も好ましくは、３００ｎｍ以下であると良い。一方、拡散防止層の厚みの下限は、良好で均一な拡散防止効果を得るなどの観点から、好ましくは、１００ｎｍ以上、より好ましくは、１５０ｎｍ以上、最も好ましくは、２００ｎｍ以上であると良い。
【００６２】
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、図５に示すように、本成形型１０は、型基材部１２の表面に、導電層１４と、金属めっき層１６と、拡散防止層１８と、離型層２２がこの順に積層された積層構造２０を有していても良い。
【００６３】
上記離型層は、主として、ガラス成形物との離型を促す役割を有している。離型層をさらに積層するか否かは、例えば、ガラス材料の種類、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。
【００６４】
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、４５０℃以上の高温で成形する場合などには、ガラス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。
【００６５】
上記離型層の成膜方法は、特に限定されるものではなく、上述した各種気相法や電気めっき法、ゾル−ゲル法などの各種ウェットコーティング法などを適用することができる。これらのうち、好ましくは、膜質の均一性などの観点から、スパッタリング法、真空蒸着法、電気めっき法などを用いると良い。
【００６６】
上記離型層を構成する材料としては、例えば、Ｉｒ、Ｉｒ合金、ダイヤモンドライクカーボンなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。
【００６７】
上記離型層を構成する材料としては、ガラス材料に対する離型性に優れるなどの観点から、好ましくは、Ｉｒ、Ｉｒ合金などであると良い。より好ましくは、耐熱性、耐久性などの観点から、Ｉｒ合金であると良い。
【００６８】
上記Ｉｒ合金におけるＩｒ以外の合金元素としては、例えば、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｒｕ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。
【００６９】
上記Ｉｒ合金としては、離型性、耐久性などの観点から、Ｉｒ−Ｒｅ合金、Ｉｒ−Ｐｔ合金などであると良い。なお、上記離型層は、１層または２層以上から構成することができる。
【００７０】
上記離型層の厚みの上限は、型基材部に形成された所望パターンの形状維持などの観点から、好ましくは、１０００ｎｍ以下、より好ましくは、５００ｎｍ以下、最も好ましくは、３００ｎｍ以下であると良い。一方、離型層の厚みの下限は、耐久性、均一な離型性を得るなどの観点から、好ましくは、１００ｎｍ以上、より好ましくは、１５０ｎｍ以上、最も好ましくは、２００ｎｍ以上であると良い。
【００７１】
上述した本成形型は、基本的には、型基材部表面に、気相法により導電層を成膜する工程と、上記導電層の表面に、電気めっきによる金属めっき層を成膜する工程と、上記金属めっき層の表面に、拡散防止層を成膜する工程とを経ることにより製造することができる。離型層を任意で追加する場合には、上記拡散防止層の表面に、離型層を成膜する工程を追加すれば良い。
【００７２】
本成形型により成形されるガラス材料は、特に限定されるものではなく、何れの種類のガラス材料であっても良い。具体的には、例えば、高温成形が必要な硼珪酸ガラスなどを例示することができる。
【００７３】
本成形型により成形されるガラス成形物としては、具体的には、例えば、ガラスレンズ、光学フィルターなどの光学部材、光通信分野などで用いられるガラス基板、素子、コネクタ、医療・分析用途などに用いられるバイオチップなど、各種の用途のものを例示することができる。
【００７４】
また、上記ガラス成形物は、本成形型を用いて、上記ガラス材料を、例えば、プレス成形、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。
【実施例】
【００７５】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００７６】
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質量％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。
【００７７】
次に、図２に例示するように、型基材部の表面に、研削機を用いて、角度７０°のＶ溝を８本、２５０μｍ間隔でパターン形成した。なお、型基材部表面の平面部とＶ溝の斜面とのなす角は約１２５°である。
【００７８】
２．導電層、金属めっき層の形成
２．１  形成手法１
上記金型表面に、スパッタ装置（アルバック（株）製、「ＡＣＳ−４０００−Ｃ４」）を用いて、スパッタ圧力２．２×１０−１Ｐａ、スパッタ電力１５０Ｗ、成膜温度２３℃、成膜時間９０秒の条件にて、Ａｕスパッタ層を形成した。
【００７９】
２．２  形成手法２
上記金型表面に、上記スパッタ装置を用いて、スパッタ圧力２．２×１０−１Ｐａ、スパッタ電力２００Ｗ、成膜温度２３℃、成膜時間１８０秒の条件にて、Ｔａスパッタ層を形成した。
【００８０】
２．３  形成手法３
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℃、めっき時間５０秒（実施例１、２、５、６）または２５秒（実施例３、４については２５秒）の条件で、上記形成手法１で形成したＡｕ層、あるいは、上記形成手法２で形成したＴａ層の表面に、ＡｕストライクめっきよりなるＡｕめっき層を形成した。
【００８１】
２．４  形成手法４
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℃、めっき時間６０秒の条件で、上記型基材部表面に、ＡｕストライクめっきよりなるＡｕめっき層を形成した。
【００８２】
３．拡散防止層の形成
３．１  形成手法５
上記Ａｕめっき層または上記Ａｕスパッタ層の表面に、上記スパッタ装置を用いて、スパッタ圧力２．２×１０−１Ｐａ、スパッタ電力１５０Ｗ、成膜温度２３℃、成膜時間５０分の条件にて、Ｒｈスパッタ層を形成した。
【００８３】
３．２  形成手法６
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、めっき浴温度４５℃、めっき時間２．５分間の条件で、上記Ａｕめっき層の表面に、Ｒｈめっき層を形成した。
【００８４】
４  離型層の形成
４．１  形成手法７
上記Ｒｈめっき層表面に、上記スパッタ装置を用い、スパッタ圧力２．２×１０−１Ｐａ、スパッタ電力１５０Ｗ、成膜温度３００℃、成膜時間６０分の条件にて、Ｉｒ−Ｒｅスパッタ層（Ｉｒ：５０質量％、Ｒｅ：５０質量％）を形成した。
【００８５】
４．２  形成手法８
上記Ｒｈめっき層表面に、上記スパッタ装置を用い、スパッタ圧力２．２×１０−１Ｐａ、スパッタ電力１５０Ｗ、成膜温度３００℃、成膜時間６０分の条件にて、Ｉｒ−Ｐｔスパッタ層（Ｉｒ：５０質量％、Ｐｔ：５０質量％）を形成した。
【００８６】
５．各層の厚み測定
集束イオンビーム（ＦＩＢ）装置（ＦＥＩ社製、「ＦＩＢ２００」）を用いて、ガラス成形型表面の平面部の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、後述する表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。
【００８７】
６．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ガラス成形型につき、以下の耐久性評価を行った。
【００８８】
すなわち、高温ガラス素子真空成形装置（東芝機械（株）製、「ＧＭＰ−２０７ＨＶ」）に、評価対象となるガラス成形型を取り付け、ガラス材料（オハラ（株）製、「光学ガラスＳ−ＢＳＬ７」）を、成形温度７５０℃でプレス成形し、２００℃に冷却した後、ガラスを取り出すという成形サイクルでガラス成形物を製造した。そして、繰り返し成形可能な回数を実測した。
【００８９】
７．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ガラス成形型につき、拡散防止効果の評価を行った。すなわち、Ａｒ雰囲気中８００℃にて各ガラス成形型を１００時間保持し、その後室温まで放冷した。
【００９０】
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、Ｔａ、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。
【００９１】
この際、表層の構成成分（Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｅ、Ｐｔ）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判断した。一方、表層の構成成分以外のものが１５ａｔｏｍ％を越えていた場合を、下層成分の拡散を防止できていないと判断した。
【００９２】
表１に、実施例および比較例に係るガラス成形型につき、型基材部表面上に形成した各層の構成、形成方法、厚み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ガラス成形型の評価結果をまとめたものを示す。
【００９３】
【表１】
0004922855.tif 000002
【００９４】
【表２】
0004922855.tif 000003
【００９５】
表１および表２によれば、以下のことが分かる。すなわち、型基材部表面を導電層により表面処理せず、かつ、本願の金属めっき層に代えて金属スパッタ層を成膜した比較例１に係るガラス成形型は、耐久性評価後すぐに層剥離が発生し、成形ができなくなった。これは、Ｖ溝斜面における膜厚が、型基材部表面の平面部における膜厚よりも薄くなったため、層の密着性が低下したためであると推測される。
【００９６】
また、型基材部表面を導電層により表面処理せず、型基材部表面に直接、金属めっき層を成膜した比較例２に係るガラス成形型は、耐久性評価による成形が全くできなかった。これは、次の理由によるものと推測される。型基材部表面は、その構成成分Ｗ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｎｂなどが混在しており、導電率がばらついている。そのため、金属めっき層を成膜した際に膜質にムラが生じ、金属めっき層の上に積層した拡散防止層が変動し、その結果、下層金属成分の拡散を防止できず、ガラス材料との融着が発生したものと推測される。
【００９７】
また、金属めっき層の表面に拡散防止層を積層しなかった比較例３に係るガラス成形型は、下層金属成分の拡散を防止できず、ガラス材料との融着が発生して成形が全くできなかった。
【００９８】
また、型基材部表面に、スパッタによる導電層を積層し、かつ、本願の金属めっき層に代えて金属スパッタ層を成膜した比較例４に係るガラス成形型は、比較例１に係るガラス成形型と同様の結果であった。
【００９９】
これらに対し、実施例に係るガラス成形型は、型基材部表面に、気相法であるスパッタリング法による導電層と、電気めっきによる金属めっき層と、拡散防止層とがこの順に積層された積層構造を有している。
【０１００】
つまり、導電層により型基材部表面の導電率バラツキが低減され、その上に比較的均一な膜厚の金属めっき層が積層されている。そのため、上記ガラス成形型によれば、Ｖ溝など、スパッタ層の積層だけでは膜厚が薄くなるパターンが型基材部表面に形成されている場合であっても、層の密着性を向上させることができることが確認できた。
【０１０１】
また、拡散防止層を設けることにより、下層成分の拡散を効果的に防止することができ、ガラス成形時の融着も生じ難くなることが確認できた。
【０１０２】
特に、拡散防止層の表面にさらに離型層を積層した場合には、ガラス材料（ガラス成形物）との離型性が向上する。そのため、ガラス材料の成分などに応じて、適宜離型層を追加することで、上記作用効果と相まって、ガラス成形型の耐久性を一層向上させることができることが確認できた。
【０１０３】
以上、本実施形態、実施例に係るガラス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】
【０１０４】
【図１】本実施形態に係るガラス成形型の一部を模式的に示した断面図である。
【図２】凹部として断面略Ｖ字状の溝が形成された型基材部の一例を模式的に示した図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】凹部として格子状の溝が形成された型基材部の一例を模式的に示した図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図４】凸部として断面略逆Ｖ字状の突条が形成された型基材部の一例を模式的に示した図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図５】他の例に係るガラス成形型の一部を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  ガラス成形型
１２  型基材部
１４  導電層
１６  金属めっき層
１８  拡散防止層
２０  積層構造
２２  離型層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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