JP2007276291A - 射出成型用金型部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ニッケル製のスタンパと当接する金型部材のキャビテイ面の耐摩耗性を長期間に亘り維持し、繰り返しの成型においても良好な耐摩耗性を維持して長期の使用にも耐え得る射出成型用金型部材を提供することにある。
【解決手段】上記課題は、可動側金型部材３４の表面４１に、約０．１μｍ厚のＣｒの下地層４１をスパッタ法で形成し、この下地層４１の上にシリコン含有ＤＬＣ被膜４４が約０．５μｍ厚で形成することによって達成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンパクトディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体ディスク用基板、導光板、拡散板等のスタンパを使用してプラスチック材を成型するのに好適な射出成型用金型部材に関する。

従来、コンパクトディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体ディスク用基板は、表面に渦巻き状や円状等の溝またはピットが形成されているニッケル製のスタンパを支持した金型キャビテイ内に溶融したプラスチック樹脂を加圧充填して射出成型を行い、成型と同時にスタンパの表面形状を成型品に転写して製造されている。

このスタンパは、射出成型時に、溶融したプラスチック樹脂を充填し、冷却固化させることによって、３００℃以上の高温及び数十℃の低温との間の温度サイクルの熱処理を受けるため、スタンパは、加熱及び冷却によるスタンパの伸縮によって金型部材のキャビテイ側表面を移動する。このスタンパの移動によって、金型部材のキャビテイ表面が磨耗され、ショット毎に損傷を受け、そのため、この損傷によってスタンパの損傷またはスタンパを介して成型されたディスクの表面性の低下による特性不良等を発生させる問題が生じる。

このような金型のキャビテイ面の磨耗を抑制するために、スタンパと当接するキャビテイ面に、ダイヤモンド状カーボン（以下ＤＬＣという）薄膜を形成することが提案されている。(例えば特許文献１参照)

特開平１−２３４２１４号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された金型構造では、ＤＬＣ薄膜の無いものに比べ、スタンパの支持面の耐摩耗性は改善されるものの、長期の使用によって、ＤＬＣ薄膜自体が摩耗し、度々、金型部材を変更しなければならず、金型変更のため、成型を中断しなければならない問題があった。

本発明は、上述した従来技術における問題点を解決すべくなされたもので、その目的は、ニッケル製のスタンパと当接する金型部材のキャビテイ面の耐摩耗性を長期間に亘り維持し、繰り返しの成型においても良好な耐摩耗性を維持して長期の使用にも耐え得る射出成型用金型部材を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による第１の手段は、ニッケルを主成分とするスタンパと当接する面に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉから選ばれる少なくとも１種の元素を含有するダイヤモンド状カーボンからなる被膜を形成したことを特徴とする射出成型用金型部材としたものである。

本発明による第２の手段としては、前記第１の手段記載の射出成型用金型部材において、前記被膜は、前記金型部材の表面に形成されたセラミックスからなる断熱層上に形成されることを特徴とする射出成型用金型部材としたものである。

本発明による第３の手段としては、前記第１の手段または第２の手段記載の射出成型用金型部材において、前記被膜中に、炭素原子に対するシリコン原子の比率Ｓｉ／Ｃが、０．００５〜０．３でＳｉが含有されていることを特徴とする射出成型用金型部材としたものである。

本発明による第４の手段としては、前記第１の手段ないし第３の手段のいずれか１手段記載の射出成型用金型部材において、前記被膜の厚みが０．１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする射出成型用金型部材としたものである。

本発明によれば、上記構成の射出成型用金型部材とすることによって、ニッケル製のスタンパと当接する金型部材のキャビテイ面の耐摩耗性を長期間に亘り維持し、繰り返しの成型においても良好な耐摩耗性を維持して長期の使用にも耐え得る射出成型用金型部材の提供を可能としたものである。

本発明においては、ニッケル製のスタンパと当接する金型のキャビテイ面に形成されたＤＬＣ被膜の耐摩耗性について検討の結果、スタンパの主材質であるニッケルは酸化触媒として知られており、相手材と物理的に擦れ合うことで強力な酸化力を発揮し、金型のキャビテイ面に形成されたＤＬＣ被膜が酸化され、この酸化によってＤＬＣ被膜の耐摩耗性が低下することを究明した。この化学的な変化と、スタンパとＤＬＣ被膜との摺動による機械的な摩耗との相乗効果によって、ＤＬＣ被膜の摩耗が進行すると考えられる。

この究明に基づき、更なる検討を行った結果、ＤＬＣ被膜中にシリコンを含有させたとき、ＤＬＣ被膜の酸化が抑制され、ＤＬＣ被膜の良好な耐摩耗性が長期に亘って維持できることを見出した。

このような良好な特性が発揮される明確な理由は不明であるが、ＤＬＣ被膜の表面に存在するシリコンが酸化されて薄いシリコンの酸化物表面層が形成され、このシリコンの酸化物表面層が、この上で当接するニッケル製のスタンパによるＤＬＣ被膜に対する触媒作用を抑制して、ＤＬＣ被膜の酸化を抑制するものと考えられる。

本来、ＤＬＣ被膜の酸化に対する耐熱温度は、５５０℃程度であり、大気雰囲気中で５５０℃を越えると急激な酸化昇華現象を起こすことが知られている。さらに、高温化におけるＤＬＣ被膜は、酸化以外に４５０℃程度から、構造変化（アモルファス構造が結晶化し、グラファイト構造になる）を生じ、高硬度等のＤＬＣとしてのトライポロジー特性が著しく低下してしまう。つまり、ＤＬＣ被膜の酸化を防ぐ本発明の方式は、４５０℃以下でのＤＬＣ酸化抑制に利用価値が高く、低温でも酸化作用が高いニッケルスタンパを用い、かつ、成型樹脂温度が４００℃以下である樹脂の射出成型方式に最適な利用手法といえる。

ＤＬＣ被膜の酸化を抑制するには、当該被膜中の炭素原子に対するシリコン原子の比率Ｓｉ／Ｃが０．００５以上Ｓｉを含有させればよく、この比率が大きくなるにつれ酸化抑制効果が向上する。しかしながら、シリコン量の増加はＤＬＣ硬度の低下に繋がるため、前記比率Ｓｉ／Ｃが０．３以上となると、ＤＬＣ被膜の良好な耐摩耗性が損なわれるので、前記比率Ｓｉ／Ｃは、０．００５〜０．３となるように選定することが好ましく、特に耐酸化性能力が充分で、機械的な耐磨耗性の充分な０．０１〜０．１の範囲が好適である。

この前記比率Ｓｉ／Ｃは、後述するマグネトロンスパッタ装置におけるＳｉのスパッタ条件やイオン化蒸着あるいはプラズマＣＶＤ装置内に導入される４塩化珪素（ＳｉＣｌ_４）、４フッ化珪素（ＳｉＦ_４）、テトラメチルシラン（Ｓｉ（ＣＨ_３）_４）等のシリコン化合物ガスの導入量を調節することによって容易に調節することができる。このように、カーボンとシリコンが混在した被膜では、酸化触媒であるニッケルスタンパと摺り合わさることによって、表面に存在するシリコンが酸化されて薄い（１００ｎｍ以下の厚み）シリコンの酸化物層が形成され、この酸化物層がＤＬＣ被膜の表面を被覆して、ニッケルによるＤＬＣ膜の酸化を抑制することができる。

このようなシリコン含有のＤＬＣ被膜は、スパッタリングやイオンプレーテイング等の物理的蒸着法（ＰＶＤ）や化学的蒸着法（ＣＶＤ）等によって容易に作製することが可能であるが、特に、アークイオンプレーテイング（ＡＩＰ）の一種であるＦＣＶＡ（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ Ｃａｔｈｏｄｉｃ Ｖａｃｕｍｅ Ａｒｃ）方式によって形成する場合には、より良好な耐摩耗性を有する被膜が得られるので好適である。

ＦＣＶＡ方式により作成されるカーボン膜は、ｔａ−Ｃ（ｔｅｔｒａｈｅｄｒａｌ ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ）と呼ばれ、ＤＬＣの範疇の中でも高いトライボロジー特性を有する膜である。イオン化蒸着、プラズマＣＶＤなどを用いて作成される一般的なＤＬＣ、ａ−Ｃ：Ｈ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｄ ｃａｒｂｏｎ）と比較し、水素フリーにて膜形成が可能であることと、アーク放電により高エネルギー状態のイオンを発生できることにより、ｓｐ３比率が非常に高く、硬く高密度なアモルファスカーボンが形成できる。この為、ａ−Ｃ：Ｈと比較した場合ｔａ−Ｃは機械的な磨耗に関しては、高い耐久性を示す。

一般に、この種、射出成型用金型においては、ステンレス鋼や炭素鋼等の鋼材から形成される固定側金型部材と可動側金型部材とを閉じ合わせて形成される成型品を形成するキャビテイ内の固定側金型部材または可動側金型部材または両方の金型部材のキャビテイ面に、スタンパの取付面を当接、配置し、このキャビテイ内に溶融プラスチック樹脂を充填して、射出成型が行われるが、本発明における射出成型用金型部材は、スタンパの取付面と当接する固定側金型部材または可動側金型部材あるいはその両方を指すものである。

本発明で使用されるスタンパは、電気鋳造法等によって容易に形成され、ニッケルを主体とし、実質的にニッケルのみで形成されるもの、あるいは、ニッケルに、銅、アルミニウム、リン等の少なくとも１種を５０原子％未満で含有する合金であってもよい。

また、本発明による射出成型用金型部材のスタンパの取付面と当接するキャビテイ面に形成されるシリコン含有ＤＬＣ被膜は、前述のように、ＦＣＶＡ、マグネトロンスパッタ等によって容易に形成することができるが、その膜厚は、０．１〜１０μｍ、好ましくは、０．３〜３μｍの範囲が適切である。

さらに、本発明による射出成型用金型部材のスタンパの取付面と当接するキャビテイ面に形成されるシリコン含有ＤＬＣ被膜は、前記キャビテイ面との密着性を改善するために、前記キャビテイ面と前記シリコン含有ＤＬＣ被膜との間に、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｓｉから選択される少なくとも１種の元素を主成分とする下地層を介して形成することが好ましい。

このような下地層は、スパッタリング等によって軟鋼（ＳＴＣ）、ステンレス鋼、焼入れ鋼（ＳＫＤ、ＳＫＣ）等の鋼材からなる金型部材に適切に被着され、この下地層を介することによってシリコン含有ＤＬＣ被膜が金型部材表面に強固に被着される。この下地層の膜厚は、０．０３〜２μｍ、好ましくは０．１〜１μｍが適切である。

以下、本発明に係わる一実施形態のニッケル製スタンパの裏面と当接支持する金型部材の表面にシリコン含有ＤＬＣ被膜を形成した金型部材を備えた射出成型装置について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる射出成型用金型部材を備えた射出成型装置の概略構成を示す図で、図中の３２はデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）の記録情報に対応する微細な凹凸面を内面に形成した電気鋳造からなるスタンパ、３３はＳＫＤ鋼材からなる固定側金型部材、３４はＳＫＤ鋼材からなる可動側金型部材、３５はスタンパ外周ホルダである。これらの金型部材を組み合わせとじることにより、成型品（本実施形態の場合はＤＶＤ用基板）を形成するキャビテイ３６が形成される。キャビテイ３６は、固定側金型部材３３に取り付けられたゲート部材３７、及び可動側金型部材３４に上下動可能に取り付けられたゲートカット部材３８で形成されたランナー３９及びスプルー４０と連通している。溶融状態になったポリカーボネート等の成型用樹脂は、スプルー４０ならびにランナー３９を経由してキャビテイ３６内に射出、充填される。

この樹脂が冷却、固化した後にゲートカット部材３８が上方に移動して、成型された成型品の中央部に当たるゲートカット部で切断し、その後に可動側金型部材３４を移動させて金型を開き、スタンパ３２の微細凹凸面が転写されたＤＶＤ用基板が取り出される。

なお、図中４３は、固定側金型部材３３及び可動側金型部材３４に形成された冷却水が還流するための溝で、４４は後述するスタンパ３２の裏面の取付面４５と当接するシリコン含有ＤＬＣ被膜、４６はスタンパ３２の中央孔４７を保持するスタンパ押さえ部材である。

図２は、可動側金型部材３４のスタンパ取付面４５との当接部分の拡大断面図で、可動側金型部材３４の表面４１には、約０．１μｍ厚のＴｉの下地層４１が後述のＦＣＶＡ方式で形成されており、この下地層４１の上にシリコン含有ＤＬＣ被膜４４が約１．５μｍ厚で、後述する方法で形成されている。

このシリコン含有ＤＬＣ被膜４４は、シリコンをＳｉ／Ｃ原子比率で０．０５含有し、残部はカーボンであり、この被膜の表面には、極薄（厚さ５０ｎｍ以下）のシリコンの酸化物層が形成されていた。

なお、このシリコン含有ＤＬＣ被膜４４の上には、Ｎｉからなる約０．３ｍｍ厚のスタンパ３２がその中央孔部分及び外周部分でスタンパ押さえ部材４６及びスタンパ外周ホルダ３５で保持されている（図１参照）。また、図中、４６は、スタンパ３２の表面に形成されたＤＶＤディスクの記録情報信号に対応する溝である。

このように、スタンパ３２は、可動側金型部材３４の所定位置に保持設定されるが、射出成型時の温度変化を受けて、伸縮し、この伸縮に伴って、スタンパ３２の取付面４５は、シリコン含有ＤＬＣ被膜４４と摺接することになる。このスタンパ３２の取付面４５とシリコン含有ＤＬＣ被膜４４との摺接によって、この被膜４４は磨耗されるが、本発明によるシリコン含有被膜４４は、シリコンを含有していないＤＬＣ被膜に比べ、摩耗の進行が抑制され、長期間の使用に耐え、良好な耐久性を有する。

次に、図３に基づいて、金型部材の表面にシリコン含有ＤＬＣ被膜４４の形成する方法について説明する。

図３は、前述のＦＣＶＡ方式によるシリコン含有ＤＬＣ被膜の形成に好適な被着装置の概略構成を示し、１は真空チャンバーで、２は金型部材を取り付けた基板で、この基板２は、シリコン含有ＤＬＣ被膜４４の被着時に均一組成及び厚みの被膜４４を形成するため、所定速度で回転されている。また、この基板２には、基板バイアス電源３によって−１５０Ｖのパルス電圧が印加されており、バイアス電圧の変動によりイオンエネルギーを変更させ、ｓｐ３比率をコントロール、つまり硬度等膜特性を自由にコントロールすることが可能である。

５はシリコン板を取り付けたマグネトロンスパッタターゲットで、このターゲット５にマグネトロンスパッタ用電源６からＤＣ電力（２００Ｗ）が印加され、真空チャンバー１内に導入されて５×１０^−２Ｐａ（パスカル）に維持されたＡｒガスの放電によって、シリコンスパッタターゲット５から支持基板５上に取り付けられたシリコン板からシリコン粒子を放出させ、前記金型部材の取り付けられた基板２の金型部材の表面に、シリコン粒子を付着させる。

一方、ＤＬＣ被膜は、ＦＣＶＡ方式によって、基板２上の金型部材の表面に形成されるが、この方式によりカーボン粒子を金型部材表面に供給する一例の供給装置が図３の左側に図示されている。

この供給装置は、ストライカーと呼ばれるプラス電極８と支持台に取り付けられたカーボンターゲット７（マイナス極）との間で、アーク放電発生電源９から供給される４０Ａの直流電源でアーク放電を発生させ、このアーク放電によって、プラスイオンの電荷を有するカーボン粒子４ａや電荷を有していないカーボン粒子やマイナスの電子４ｂが混在するプラズマ９を発生させ、このプラズマ９は、上方の供給入り口１０から湾曲した通路１１を有する濾過手段１３に供給される。

このように濾過手段１３に供給されたプラズマ９は、湾曲した通路１１の外側に巻回されたコイルから発生される磁場によって、電荷を有する粒子つまりイオン化した粒子と電荷を有していない粒子を濾別する。即ち、濾過手段１３は、磁場の印加によって、電荷を有する粒子は、出口１２方向に吸引送給されるが、電荷を有していない粒子は、磁場によって吸引されることなく直進して濾過手段１３の側面に付着あるいは自重により下方に落下させて濾別して電荷を有する粒子４ａ、４ｂを選択的に出口１２に送給している。

濾過手段１３を通過した電荷を有する粒子４ａ、４ｂは、さらに、コイル１４から発生される磁場によって密度を高められ、ビームとなって基板２に送給され、基板２上の金型部材に電荷を有するカーボン粒子４ａが付着する。このようにして高密度のカーボン粒子４ａが付着して形成されたＤＬＣ被膜は、硬さがＨＶで８０００程度の硬い耐摩耗性の良いｔａ−Ｃ被膜となる。なお、図３中の１５は、プラズマ９の発生状況をのぞくためののぞき窓である。

このＤＬＣ被膜の形成と同時に、前述のシリコンのスパッタを行うことによって、所定濃度でシリコンを含有し、カーボンとシリコンの混在したシリコン含有のＤＬＣ被膜４４が容易に形成される。

本発明による実施形態では、金型部材表面にシリコン含有ＤＬＣ被膜４４の形成に先立ってＴｉの下地層４２が形成されるが、このＴｉの下地層４２は、前記ＦＣＶＡ方式のカーボンターゲット７に代えてＴｉ金属板をターゲットとして、容易に金型部材表面４１にＴｉ下地層４２を形成することができる。

また、Ｔｉ下地層４２の作成に先立って、この真空チャンバー１内で金型部材表面４１をＡｒプラズマによって、エッチング処理を行って下地層４２の密着性を向上させることが好ましい。

このようにして形成されたシリコン含有ＤＬＣ被膜及びシリコンを含有していないＤＬＣ被膜について、耐磨耗試験を行った。

図４は、耐磨耗試験装置の概略構成を示す図で、２０は試験材料を取り付ける支持台で、この支持台２０は、駆動手段２１によって回転されるようになっており、この支持台２０の上方に直径６ｍｍのニッケル製ボール２２を固定し、ボール２２に適宜の荷重を印加する荷重付加手段２３が取り付けられている。

支持台２０上に取り付けられた試験材料に、１０００ｇの荷重を印加してニッケルボール２２を圧接させ、周速１００ｍｍ／秒で回転させ、この回転数と、ニッケルボール２２による磨耗深さ（ｎｍ）との関係を調べた。なお、この耐磨耗試験は、射出成型時の金型材料の表面温度に相当する２００℃の加熱下で行った。

図５は、その試験結果を示し、図中白丸２４は、シリコンを含まないＤＬＣ被膜の場合、ドット丸２５は、シリコンを含有するＤＬＣ被膜について示してある。この結果から明らかなように、シリコンを含まないＤＬＣ被膜の場合は、２５００回の回転数で磨耗深さが１０００ｎｍに達するのに対し、本発明によるシリコンを含有するＤＬＣ被膜では、２５０ｎｍ程度と磨耗が少なく、回転数が３０００回になったとき、シリコンを含まないＤＬＣ被膜のものは、磨耗深さが１５００ｎｍまで磨耗され、下地が発現している。

一方、本発明によるシリコン含有ＤＬＣ被膜の場合には、１００００回の回転を行っても磨耗深さが５００ｎｍに達する程度で、磨耗の進行が少ないことが明らかであり、良好な耐摩耗性を有していることが明白である。

図６には、３０００回の回転させた際のシリコンを含有していないＤＬＣ被膜の磨耗状態を示す表面の金属顕微鏡写真（Ａ）及び１００００回の回転の際の本発明によるシリコン含有ＤＬＣ被膜の磨耗状態を示す表面の金属顕微鏡写真（Ｂ）を示し、この写真からも明らかなように、写真（Ａ）の場合には、磨耗が激しく、表面が著しく損傷され、下地が発現した状態にあるのに対し、写真（Ｂ）のものでは、磨耗痕がみられるものの表面の平坦性が維持されており、摩耗量が少ないことが明らかである。

図７は、ニッケル製スタンパとシリコン含有ＤＬＣ被膜との特異性を示すために試験した結果で、前述の耐摩耗性試験機において、ニッケルボール２２に代えて同径のステンレスボールを使用した場合の耐摩耗性試験の結果を示し、白丸２６は、シリコンを含まないＤＬＣ被膜について、ドット丸２７は、シリコン含有ＤＬＣ被膜についての試験結果である。

この結果から明らかなように、シリコン含有ＤＬＣ被膜のものでは、シリコンを含まないＤＬＣ被膜のものに比べ、わずかに耐摩耗性がよいものの、シリコンを含まないＤＬＣ被膜でも、１００００回の回転によっても摩耗深さは５００ｎｍ程度である。この結果と前述の図５の結果と比較すると明らかなように、シリコンを含まないＤＬＣ被膜は、高温下でのニッケルとの摺接によって、ＤＬＣ被膜の摩耗が著しく進行し、容易に使用に耐えない状況になるのに対し、本発明によるシリコン含有ＤＬＣ被膜においては、１００００回の回転数においても、摩耗の進行が抑制されることが明らかである。

次に、本発明による他の実施形態として、シリコン含有ＤＬＣ被膜が、金型部材３４の表面にセラミック溶射されたジルコニアからなる断熱層の表面に形成した例について、図８に基づいて説明する。

図８は、可動側金型部材３４の表面に固着された断熱層４８とスタンパ取付面４５との当接部分の拡大断面図で、可動側金型部材３４の表面に、厚みが約３００μｍのジルコニアからなる断熱層４８がセラミック溶射されており、この断熱層４８の表面に、約０．１μｍ厚のＴｉ下地層４２を介して、約１．５μｍ厚みのＳｉ含有ＤＬＣ被膜４４が形成されている。この被膜４４の上に、ニッケルスタンパ３２のスタンパ取付面４５が当接されている。
Ｔｉ下地層４２及びＳｉ含有ＤＬＣ被膜４４は、前述のＦＣＶＡ方式によって形成され、Ｓｉ含有ＤＬＣ被膜４４中のＳｉ／Ｃ比率は、０．０５であり、ニッケルスタンパ３２による耐磨耗性は、前述の実施形態と同様の特性を示した。

この実施形態においては、前述の実施形態とは、Ｓｉ含有ＤＬＣ被膜４４との間に断熱層４８を介在させた点において相違し、この断熱層４８を介在させることによって、プラスチック樹脂の成型時に、断熱層４８の低い熱伝導性のために、溶融樹脂の固化を遅延させてスタンパ３２の溝４６等の凹凸を精度良く転写できるようにしたものである。

この断熱層４８は、プラスチックの成型時に、熱伝導性が低く、溶融樹脂の固化を遅延させることのできるいわゆる断熱性を有するものであればよく、特に、ジルコニア、酸化チタン、アルミナ、チタン酸アルミニウムの少なくとも１種から選ばれたセラミック粉末をプラズマ・パウダー・スプレイ法などでセラミック溶射を行い断熱層を形成する。このようにして形成されたセラミック材からなる断熱層の表面を研磨し、断熱層の厚さを０．０５ｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは０．１〜１．０ｍｍに調整したものが好適である。

以上のように、本発明による射出成型用金型部材は、ニッケル製スタンパと当接する面にシリコン含有ＤＬＣ被膜を形成したので、ニッケル製スタンパに特別の処理を施すことなく、当該スタンパと摺接しても長期の使用に耐えることが可能となり、金型部材の交換頻度を抑えることができ、生産性を向上させることができる。

なお、前記本発明による実施形態においては、Ｓｉを含有したＤＬＣ被膜について説明してきたが、Ｓｉに変えてＡｌ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉあるいはこれらの合金等の不働態酸化皮膜を形成する元素をＤＬＣ被膜中に含有させることによっても同様の作用効果を奏することが可能である。

本発明による射出成型用金型部材として、コンパクトディスク、光磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体ディスク用基板の成型用金型部材の他、導光板、拡散板等の成型のため、ニッケル製スタンパを使用して射出成型を行うものに対しても良好に利用可能である。

本発明の一実施形態に係わる金型部材を使用した成型装置の概略断面図である。 図１で示す金型部材の拡大断面図である。 本発明の一実施形態のシリコン含有ＤＬＣ被膜を有する金型部材にシリコン含有ＤＬＣ被膜を形成するための被着装置の概略図である。 本発明の一実施形態に係わるシリコン含有ＤＬＣ被膜を有する金型部材の耐摩耗試験機の概略構成を示す図である。 本発明の位置実施形態に係わるシリコン含有ＤＬＣ被膜を有する金型部材及びシリコンを含有しないＤＬＣ被膜を有する金型部材のニッケルボールによる耐摩耗性の試験結果を示す図である。 図５に示す耐摩耗性の試験後の各皮膜表面の摩耗状態を示す電子顕微鏡写真で、（Ａ）は、シリコンを含有しないＤＬＣ被膜について、（Ｂ）は、シリコン含有ＤＬＣ被膜についての写真である。 本発明の位置実施形態に係わるシリコン含有ＤＬＣ被膜を有する金型部材及びシリコンを含有しないＤＬＣ被膜を有する金型部材のステンレスボールによる耐摩耗性の試験結果を示す図である。 本発明による他の実施形態の金型部材の拡大断面図である。

符号の説明

１：真空チャンバー、２：基板、３：基板バイアス電源、４ａ：（＋）イオンに荷電されたカーボン粒子、４ｂ：（−）イオンの電子、５：スパッタ用支持基板、６：グロー放電発生電源、７：カーボンターゲット、８：プラス電極、９：プラズマ、１０：供給入り口、１１：湾曲した通路、１２：供給出口、１３：濾過手段、１４：コイル、２０：支持台、２１：駆動手段、２２：ニッケル製ボール、２３：荷重付加手段、２４、２６：シリコンを含有しないＤＬＣ被膜の試験データ、２５、２７：シリコン含有ＤＬＣ被膜の試験データ、３２：スタンパ、３３：固定側金型部材、３４：可動側金型部材、３５：スタンパ外周ホルダ、３６：キャビテイ、３７：ゲート部材、３８：ゲートカット部材、３９：ランナー、４０：スプルー、４１：可動側金型部材のキャビテイ表面、４２：下地層、４３：冷却水還流溝、４４：シリコン含有ＤＬＣ被膜、４５：スタンパ取付面、４６：スタンパ押さえ部材、４７：スタンパ中央孔、４８：断熱層、４９：銀ろう。

Claims (4)

1. ニッケルを主成分とするスタンパと当接する面に、Ｓｉ、Ａｌ、Ｗ、Ｃｒ、Ｔｉから選ばれる少なくとも１種の元素を含有するダイヤモンド状カーボンからなる被膜を形成したことを特徴とする射出成型用金型部材。
2. 請求項１記載の射出成型用金型部材において、
   前記被膜は、前記金型部材の表面に形成されたセラミックスからなる断熱層上に形成されることを特徴とする射出成型用金型部材。
3. 請求項１または２記載の射出成型用金型部材において、
   前記被膜中に、炭素原子に対するシリコン原子の比率Ｓｉ／Ｃが、０．００５〜０．３でＳｉが含有されていることを特徴とする射出成型用金型部材。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の射出成型用金型部材において、
   前記被膜の厚みが０．１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする射出成型用金型部材。

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