JPH08300362A - 樹脂成形用金型及びその製造方法 - Google Patents
樹脂成形用金型及びその製造方法Info
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- JPH08300362A JPH08300362A JP11308395A JP11308395A JPH08300362A JP H08300362 A JPH08300362 A JP H08300362A JP 11308395 A JP11308395 A JP 11308395A JP 11308395 A JP11308395 A JP 11308395A JP H08300362 A JPH08300362 A JP H08300362A
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- Japan
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- carbon
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- molding
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連続成形を行っても確実に離型できる樹脂成
形用金型を作製する。 【構成】 ７ｇ／ｃｍ3 〜９ｇ／ｃｍ3 の密度の金属か
らなる成形面に対して、 、のいずれか一方の条件で炭素イオンを注入した
後、他方の条件で炭素イオンを注入する。 注入量が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオン
エネルギーが５ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ以下の条件 注入量１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオンエ
ネルギーが３０ｋｅＶ以上の条件 注入された炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上で、最大
濃度が少なくとも表面から１５００Åの深さ領域までに
存在し、且つ最大濃度から５ａｔｍ％以下の濃度に減少
するまでの深さ方向における幅が５００Å以上のため、
繰り返し成形しても、離型を確実に行うことができる。
形用金型を作製する。 【構成】 ７ｇ／ｃｍ3 〜９ｇ／ｃｍ3 の密度の金属か
らなる成形面に対して、 、のいずれか一方の条件で炭素イオンを注入した
後、他方の条件で炭素イオンを注入する。 注入量が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオン
エネルギーが５ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ以下の条件 注入量１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオンエ
ネルギーが３０ｋｅＶ以上の条件 注入された炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上で、最大
濃度が少なくとも表面から１５００Åの深さ領域までに
存在し、且つ最大濃度から５ａｔｍ％以下の濃度に減少
するまでの深さ方向における幅が５００Å以上のため、
繰り返し成形しても、離型を確実に行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂を成形するのに使用
される樹脂成形用金型およびその製造方法に関する。
される樹脂成形用金型およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】樹脂の成形においては、金型によって樹
脂を成形した後、樹脂を金型から離型する必要がある。
この離型を容易にするため、離型剤等の非粘着層を金型
に設けることが従来より行われている。例えば、特開昭
６０−７３８１９号公報、特開昭６１−１６８２３号公
報には、金型に離型剤を浸漬、スプレー、スピンおよび
ハケ塗り等により塗布したり、フッ素樹脂を焼き付け塗
装することが記載されている。これらの技術は、非粘着
性を有する材料を、どのように金型の基材に固定するか
ということがポイントになっている。
脂を成形した後、樹脂を金型から離型する必要がある。
この離型を容易にするため、離型剤等の非粘着層を金型
に設けることが従来より行われている。例えば、特開昭
６０−７３８１９号公報、特開昭６１−１６８２３号公
報には、金型に離型剤を浸漬、スプレー、スピンおよび
ハケ塗り等により塗布したり、フッ素樹脂を焼き付け塗
装することが記載されている。これらの技術は、非粘着
性を有する材料を、どのように金型の基材に固定するか
ということがポイントになっている。
【０００３】一方、特開平６−１７９２１８号公報には
フッ素イオンあるいはニッケルイオンを金型表面に注入
して、離型性を向上させることが記載されている。また
特開平３−４３２１１号公報には窒素イオンあるいは窒
素及びチタンの二種類のイオンを金型表面に注入するこ
とにより、離型性及び耐腐食性を向上させることが記載
されている。これに対して、従来では、樹脂内部に離型
剤を添加することも行われている。
フッ素イオンあるいはニッケルイオンを金型表面に注入
して、離型性を向上させることが記載されている。また
特開平３−４３２１１号公報には窒素イオンあるいは窒
素及びチタンの二種類のイオンを金型表面に注入するこ
とにより、離型性及び耐腐食性を向上させることが記載
されている。これに対して、従来では、樹脂内部に離型
剤を添加することも行われている。
【０００４】さらに従来では樹脂と金型との間に物理力
を作用させることも行われている。例えば、特開昭５４
−６００６号公報には、樹脂と金型とに温度差を与え、
その熱膨張率の違いを利用して離型させる方法が提案さ
れており、特開昭６０−７６３１９号公報には、成形品
と金型との密着体に超音波振動子を当接させ、超音波振
動を密着体に作用させることにより離型させる方法が提
案されている。
を作用させることも行われている。例えば、特開昭５４
−６００６号公報には、樹脂と金型とに温度差を与え、
その熱膨張率の違いを利用して離型させる方法が提案さ
れており、特開昭６０−７６３１９号公報には、成形品
と金型との密着体に超音波振動子を当接させ、超音波振
動を密着体に作用させることにより離型させる方法が提
案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記いずれの
方法においては、以下の問題があり、十分な離型ができ
るものではなかった。すなわち、特開昭６０−７３８１
６号公報のように離型剤を金型の成形面全体に塗布する
方法では、離型剤と金型表面の密着が十分でないか、離
型剤分子間または分子内の結合力が不十分なため、離型
を繰り返すことにより、離型剤層自身の破壊や剥離によ
り、離型剤が成形される樹脂に移行したり、表面の非粘
着性が経時的に劣化するため、その都度または定期的に
再処理しなければならず、生産効率が低下したり、高価
な金型を多数用意する必要がある。このことは上記公報
にも、３回の離型が可能と記載されており、このような
反復回数では量産を目的とする金型による成形分野に適
用できるものではない。
方法においては、以下の問題があり、十分な離型ができ
るものではなかった。すなわち、特開昭６０−７３８１
６号公報のように離型剤を金型の成形面全体に塗布する
方法では、離型剤と金型表面の密着が十分でないか、離
型剤分子間または分子内の結合力が不十分なため、離型
を繰り返すことにより、離型剤層自身の破壊や剥離によ
り、離型剤が成形される樹脂に移行したり、表面の非粘
着性が経時的に劣化するため、その都度または定期的に
再処理しなければならず、生産効率が低下したり、高価
な金型を多数用意する必要がある。このことは上記公報
にも、３回の離型が可能と記載されており、このような
反復回数では量産を目的とする金型による成形分野に適
用できるものではない。
【０００６】特開昭６１−１６８２３号公報の技術も同
様であり、非粘着性に優れるフッ素樹脂を有機バインダ
ーで金型の表面に固着しているが、有機バインダーとし
て金型の基材との密着に優れたものを用いる場合には、
フッ素樹脂との密着力が悪くなる。一方、フッ素樹脂と
の密着に優れる有機バインダーを用いる場合には、金型
の基材との密着が悪くなるため、耐久性が不十分となる
と共に、このような離型層は、膜厚が数μｍ以上と非常
に厚くなり、金型の成形面を正確に樹脂に転写できず、
成形性が低下する。
様であり、非粘着性に優れるフッ素樹脂を有機バインダ
ーで金型の表面に固着しているが、有機バインダーとし
て金型の基材との密着に優れたものを用いる場合には、
フッ素樹脂との密着力が悪くなる。一方、フッ素樹脂と
の密着に優れる有機バインダーを用いる場合には、金型
の基材との密着が悪くなるため、耐久性が不十分となる
と共に、このような離型層は、膜厚が数μｍ以上と非常
に厚くなり、金型の成形面を正確に樹脂に転写できず、
成形性が低下する。
【０００７】樹脂に離型剤を添加する方法は、実際に離
型に寄与する離型剤の量が僅かなため、離型剤を多量に
添加する必要があり、これにより樹脂の変性や、金型の
汚染などが生じる問題がある。
型に寄与する離型剤の量が僅かなため、離型剤を多量に
添加する必要があり、これにより樹脂の変性や、金型の
汚染などが生じる問題がある。
【０００８】特開昭５４−６００６号公報記載の方法
は、温度変化を与えるための時間が長くかかり、成形サ
イクルタイムが長くなるという欠点を有しており、特開
昭６０−７６３１９号公報記載の方法も同様に、成形サ
イクルタイムが長くなるという欠点を有している。ま
た、これらの方法はいずれも、成形装置に複雑な機構を
備えなければならず、構造が複雑となっている。
は、温度変化を与えるための時間が長くかかり、成形サ
イクルタイムが長くなるという欠点を有しており、特開
昭６０−７６３１９号公報記載の方法も同様に、成形サ
イクルタイムが長くなるという欠点を有している。ま
た、これらの方法はいずれも、成形装置に複雑な機構を
備えなければならず、構造が複雑となっている。
【０００９】特開平６−１７９２１８号公報に記載され
るフッ素イオンあるいはニッケルイオンを金型表面に注
入する方法は、記載されているようなＣ−Ｆ結合を得る
ことが結合エネルギー上、困難である。このことはＸＰ
Ｓ分析の結果からも裏付けられており、離型性を向上す
ることは難しい。同様にニッケルイオン注入において
も、実験では記載通りの結果が得られなかった。また特
開平３−４３２１１号公報記載の方法では、注入された
元素がほとんど表面付近に存在するため、母材と注入層
との間に界面が存在し、注入層はいわゆる膜のような作
用を行うに過ぎない。このため連続成形を行うと、その
界面部分から注入層が崩壊して離型不良を生じるため、
耐久性の点で不十分である。
るフッ素イオンあるいはニッケルイオンを金型表面に注
入する方法は、記載されているようなＣ−Ｆ結合を得る
ことが結合エネルギー上、困難である。このことはＸＰ
Ｓ分析の結果からも裏付けられており、離型性を向上す
ることは難しい。同様にニッケルイオン注入において
も、実験では記載通りの結果が得られなかった。また特
開平３−４３２１１号公報記載の方法では、注入された
元素がほとんど表面付近に存在するため、母材と注入層
との間に界面が存在し、注入層はいわゆる膜のような作
用を行うに過ぎない。このため連続成形を行うと、その
界面部分から注入層が崩壊して離型不良を生じるため、
耐久性の点で不十分である。
【００１０】本発明は以上のような従来技術の問題点を
考慮してなされたもので、サイクルタイムが長くなら
ず、加工精度を悪化させず、しかも数千回以上連続して
成形しても連続的な離型が可能な樹脂成形用金型及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
考慮してなされたもので、サイクルタイムが長くなら
ず、加工精度を悪化させず、しかも数千回以上連続して
成形しても連続的な離型が可能な樹脂成形用金型及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の樹脂
成形用金型は、少なくとも成形面に炭素イオンが注入さ
れ、この注入された炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上
であると共に、この最大濃度が少なくとも表面から１５
００Åの深さ領域までに存在し、且つ最大濃度から５ａ
ｔｍ％以下の濃度に減少するまでの深さ方向における幅
が５００Å以上であることを特徴とする。
成形用金型は、少なくとも成形面に炭素イオンが注入さ
れ、この注入された炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上
であると共に、この最大濃度が少なくとも表面から１５
００Åの深さ領域までに存在し、且つ最大濃度から５ａ
ｔｍ％以下の濃度に減少するまでの深さ方向における幅
が５００Å以上であることを特徴とする。
【００１２】本発明で用いるイオン注入とは、添加目的
となっている粒子をイオン化し、超高真空中で数ｋｅＶ
から数１００ｋｅＶで加速して基板に照射することによ
り、バルクと異なった特定の性質を有する表面層を形成
する方法である。このイオン注入において、注入後の元
素含有率の分布状態は、母材となる金属の密度に依存す
る。本発明において、金型の母材として用いられる材質
としては、鉄、クロム等を主成分とするＳＵＳ系鋼材、
亜鉛等の非鉄金属等自由に選択できるが、金属の精度、
コストおよび注入イオンの制御性等からＳＵＳ系鋼材が
望ましい。
となっている粒子をイオン化し、超高真空中で数ｋｅＶ
から数１００ｋｅＶで加速して基板に照射することによ
り、バルクと異なった特定の性質を有する表面層を形成
する方法である。このイオン注入において、注入後の元
素含有率の分布状態は、母材となる金属の密度に依存す
る。本発明において、金型の母材として用いられる材質
としては、鉄、クロム等を主成分とするＳＵＳ系鋼材、
亜鉛等の非鉄金属等自由に選択できるが、金属の精度、
コストおよび注入イオンの制御性等からＳＵＳ系鋼材が
望ましい。
【００１３】図１は表面から１５００Å以下の深さ領域
に５０ａｔｍ％以上の炭素最大濃度が依存し、かつこの
最大濃度が５ａｔｍ％以下に減少するまでの深さ方向に
おける幅が２００Å程度であるサンプルの炭素分布図を
示す。図２は１５００Å付近の深さ領域に３０ａｔｍ％
以上の炭素最大濃度が依存し、かつこの最大濃度が５ａ
ｔｍ％以下に減少するまでの深さ方向における幅が１０
００Å程度であるサンプルの炭素分布図を示す。また、
図３は炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上であると共
に、この最大濃度が１５００Å以下の深さ領域に存在
し、かつこの最大濃度から５ａｔｍ％以下に減少するま
での深さ方向における幅が５００Å以上であるサンプル
の炭素分布図を示す。
に５０ａｔｍ％以上の炭素最大濃度が依存し、かつこの
最大濃度が５ａｔｍ％以下に減少するまでの深さ方向に
おける幅が２００Å程度であるサンプルの炭素分布図を
示す。図２は１５００Å付近の深さ領域に３０ａｔｍ％
以上の炭素最大濃度が依存し、かつこの最大濃度が５ａ
ｔｍ％以下に減少するまでの深さ方向における幅が１０
００Å程度であるサンプルの炭素分布図を示す。また、
図３は炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上であると共
に、この最大濃度が１５００Å以下の深さ領域に存在
し、かつこの最大濃度から５ａｔｍ％以下に減少するま
での深さ方向における幅が５００Å以上であるサンプル
の炭素分布図を示す。
【００１４】次に、これらの分布図を参考にして考察す
ると、炭素イオンの注入により成形面表面には炭素層が
形成される。この炭素と成形に用いる樹脂とは馴染みが
良くないため、金型に離型性を付与することができる
が、そのためには表面から深さ１５００Å以下の深さ領
域に炭素が５０ａｔｍ％以上の濃度で分布していること
が必要である。この点から図２のサンプルは離型性が不
十分である。また、図１は炭素濃度の最大値が５０ａｔ
ｍ％以上であるが、最大値が存在する深さから約２００
Åの間の領域で炭素濃度が急激に減少しており、炭素層
と金型の母材との間に界面が形成されていると類似した
状態になる。従って、連続成形を行うと、界面部分から
炭素層の破壊が生じるために離型性があっても、耐久性
がない。
ると、炭素イオンの注入により成形面表面には炭素層が
形成される。この炭素と成形に用いる樹脂とは馴染みが
良くないため、金型に離型性を付与することができる
が、そのためには表面から深さ１５００Å以下の深さ領
域に炭素が５０ａｔｍ％以上の濃度で分布していること
が必要である。この点から図２のサンプルは離型性が不
十分である。また、図１は炭素濃度の最大値が５０ａｔ
ｍ％以上であるが、最大値が存在する深さから約２００
Åの間の領域で炭素濃度が急激に減少しており、炭素層
と金型の母材との間に界面が形成されていると類似した
状態になる。従って、連続成形を行うと、界面部分から
炭素層の破壊が生じるために離型性があっても、耐久性
がない。
【００１５】樹脂の連続成形に耐えられるほどの炭素層
と金型の母材との密着性を付与するためには、炭素の最
大濃度が存在する深さから深さ方向で５００Å以上の間
に炭素が母材中で傾斜的に分布している必要がある。か
かる深さ方向の幅は炭素層と母材間の界面形成を防ぐも
のであるから、５００Å以上であれば、それ以上であっ
ても差し支えない。
と金型の母材との密着性を付与するためには、炭素の最
大濃度が存在する深さから深さ方向で５００Å以上の間
に炭素が母材中で傾斜的に分布している必要がある。か
かる深さ方向の幅は炭素層と母材間の界面形成を防ぐも
のであるから、５００Å以上であれば、それ以上であっ
ても差し支えない。
【００１６】以上のことから、図３のサンプルは図１及
び図２の分布を重ね合わせた分布を示しており、炭素濃
度の最大値が十分なために離型性に優れ、かつ炭素濃度
が深さ方向に傾斜的に分布した炭素層を有するために耐
久性にも優れている。
び図２の分布を重ね合わせた分布を示しており、炭素濃
度の最大値が十分なために離型性に優れ、かつ炭素濃度
が深さ方向に傾斜的に分布した炭素層を有するために耐
久性にも優れている。
【００１７】本発明の金型の製造方法は、７ｇ／ｃｍ3
〜９ｇ／ｃｍ3 の密度の金属からなる成形面に対して、
下記、のいずれか一方の条件で炭素イオンを注入し
た後、他方の条件で炭素イオンを注入することを特徴と
する。 注入量が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオン
エネルギーが５ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ以下の条件 注入量１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオンエ
ネルギーが３０ｋｅＶ以上の条件
〜９ｇ／ｃｍ3 の密度の金属からなる成形面に対して、
下記、のいずれか一方の条件で炭素イオンを注入し
た後、他方の条件で炭素イオンを注入することを特徴と
する。 注入量が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオン
エネルギーが５ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ以下の条件 注入量１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオンエ
ネルギーが３０ｋｅＶ以上の条件
【００１８】炭素イオンの注入順序は上記２条件のう
ち、どちらが先でも何ら差し支えはなく、上述した炭素
分布を形成するならば、条件は２条件以上としても良
い。
ち、どちらが先でも何ら差し支えはなく、上述した炭素
分布を形成するならば、条件は２条件以上としても良
い。
【００１９】一般に注入イオンエネルギーが低い条件で
注入すると、イオンが母材内において到達可能な深さは
浅く、図１のような炭素分布になる。ただし、５ｋｅＶ
以下のエネルギーでは、電流密度が得られないために不
適当である。逆にイオンエネルギーが高いとイオンの到
達深さは深くなるが、表面付近の炭素濃度が低い図２の
ような炭素分布になる。表面付近の炭素濃度が高く、か
つ炭素濃度が深さ方向に傾斜的に分布しているような状
態を得る条件として、注入量が高い条件で注入すること
が考えられるが、注入量を多量にすると、母材の表面が
スパッタされるため、表面が粗くなり離型性が消失す
る。
注入すると、イオンが母材内において到達可能な深さは
浅く、図１のような炭素分布になる。ただし、５ｋｅＶ
以下のエネルギーでは、電流密度が得られないために不
適当である。逆にイオンエネルギーが高いとイオンの到
達深さは深くなるが、表面付近の炭素濃度が低い図２の
ような炭素分布になる。表面付近の炭素濃度が高く、か
つ炭素濃度が深さ方向に傾斜的に分布しているような状
態を得る条件として、注入量が高い条件で注入すること
が考えられるが、注入量を多量にすると、母材の表面が
スパッタされるため、表面が粗くなり離型性が消失す
る。
【００２０】本発明はこれらの知見を参考にして、鋭意
検討の結果、２重あるいは複数回重ねてイオン注入する
ことを発見したものである。すなわち上記２条件の双方
を用いて炭素イオンを注入することにより、ある深さに
おける炭素含有量はそれぞれの条件におけるその深さで
の炭素含有量を足した値となり、従って、２つの条件で
二重注入を行うことにより、図３に示すような炭素分布
とすることができる。
検討の結果、２重あるいは複数回重ねてイオン注入する
ことを発見したものである。すなわち上記２条件の双方
を用いて炭素イオンを注入することにより、ある深さに
おける炭素含有量はそれぞれの条件におけるその深さで
の炭素含有量を足した値となり、従って、２つの条件で
二重注入を行うことにより、図３に示すような炭素分布
とすることができる。
【００２１】本発明における２条件のうち、まず前者の
条件で注入すると、図１のような炭素分布を持った金
型が得られ、次に後者の条件で注入すると図３のよう
な炭素分布を持った金型が得られる。本発明では図３に
示すような表面付近の炭素濃度が高く、かつ深さ方向に
向かって炭素濃度が緩やかな傾斜をもって減少していく
ような炭素分布をできる限り短時間で作製することが目
的である。従って、図１のように分布の山の中心値が極
表面に大きく存在し、分散が小さくなるような条件とし
ては、注入量は離型性付与のために１０17ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 以上であり、非常に高い面積度を要する場合には表
面のスパッタによるダメージを避けるために１０30ｉｏ
ｎｓ／ｃｍ2 未満が好ましく、イオンエネルギーは中心
値を極表面にするために２０ｋｅＶ以下にするのが望ま
しい。
条件で注入すると、図１のような炭素分布を持った金
型が得られ、次に後者の条件で注入すると図３のよう
な炭素分布を持った金型が得られる。本発明では図３に
示すような表面付近の炭素濃度が高く、かつ深さ方向に
向かって炭素濃度が緩やかな傾斜をもって減少していく
ような炭素分布をできる限り短時間で作製することが目
的である。従って、図１のように分布の山の中心値が極
表面に大きく存在し、分散が小さくなるような条件とし
ては、注入量は離型性付与のために１０17ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 以上であり、非常に高い面積度を要する場合には表
面のスパッタによるダメージを避けるために１０30ｉｏ
ｎｓ／ｃｍ2 未満が好ましく、イオンエネルギーは中心
値を極表面にするために２０ｋｅＶ以下にするのが望ま
しい。
【００２２】一方、分布の山の分散が大きい条件として
は高エネルギーであることが必要であるが、エネルギー
が高くなると注入時間やコストがかかるため、理想とす
る分布曲線を得ることのできるエネルギーとしては３０
ｋｅＶ以上が好ましい。ただし、イオンの飛程距離は母
材の密度に依存するため、上述の条件で上述のような炭
素分布とするために、母材の密度は室温で７ｇ／ｃｍ3
〜９ｇ／ｃｍ3 であることが必要となる。
は高エネルギーであることが必要であるが、エネルギー
が高くなると注入時間やコストがかかるため、理想とす
る分布曲線を得ることのできるエネルギーとしては３０
ｋｅＶ以上が好ましい。ただし、イオンの飛程距離は母
材の密度に依存するため、上述の条件で上述のような炭
素分布とするために、母材の密度は室温で７ｇ／ｃｍ3
〜９ｇ／ｃｍ3 であることが必要となる。
【００２３】
【実施例１】曲率半径Ｒ＝１５０ｍｍ、表面粗さＲmax
＝０．０５μｍ、直径φ＝１０ｍｍ、肉厚＝２ｍｍの両
凸レンズを得るため、型母材ＰＤ５５５により成形金型
入れ子を４個作成した。これらの入れ子を洗浄した後、
イオン注入装置を用い、質量分離をした後、炭素イオン
（Ｃ12 + ）を入れ子成形面に以下の条件でそれぞれ注入
した。
＝０．０５μｍ、直径φ＝１０ｍｍ、肉厚＝２ｍｍの両
凸レンズを得るため、型母材ＰＤ５５５により成形金型
入れ子を４個作成した。これらの入れ子を洗浄した後、
イオン注入装置を用い、質量分離をした後、炭素イオン
（Ｃ12 + ）を入れ子成形面に以下の条件でそれぞれ注入
した。
【００２４】条件１ 注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 、イオンエネルギー８０ｋｅＶ 条件２ 注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃｍ2 、イオンエ
ネルギー２０ｋｅＶ 条件３ 条件１により注入後、条件２によってさらに注
入する（二重注入） 条件４ イオン注入未処理（ブランク）
2 、イオンエネルギー８０ｋｅＶ 条件２ 注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃｍ2 、イオンエ
ネルギー２０ｋｅＶ 条件３ 条件１により注入後、条件２によってさらに注
入する（二重注入） 条件４ イオン注入未処理（ブランク）
【００２５】これらのイオン注入後の成形表面の表面粗
さを評価したところ、Ｒmax ＝０．０５μｍであり、炭
素濃度と深さの関係をＸＰＳにより測定した。結果を図
４に示す。図中の条件１はイオンエネルギーが高いた
め、炭素が傾斜的に分布しているが、表面付近の炭素濃
度が低い。また条件２は、条件１とは逆に表面付近の炭
素濃度は６０％を越えているが、１０００Å付近で炭素
濃度が急激に減少している。これに対して、二重注入に
より炭素イオンを分布させた条件３にすることにより、
条件１と条件２とを足した炭素濃度分布をとっている。
さを評価したところ、Ｒmax ＝０．０５μｍであり、炭
素濃度と深さの関係をＸＰＳにより測定した。結果を図
４に示す。図中の条件１はイオンエネルギーが高いた
め、炭素が傾斜的に分布しているが、表面付近の炭素濃
度が低い。また条件２は、条件１とは逆に表面付近の炭
素濃度は６０％を越えているが、１０００Å付近で炭素
濃度が急激に減少している。これに対して、二重注入に
より炭素イオンを分布させた条件３にすることにより、
条件１と条件２とを足した炭素濃度分布をとっている。
【００２６】イオン注入後の成形型を射出成形機（商品
名「ネスタール５０」：住友重機（株）製）を用いて、
樹脂「ゼオネックス」（商品名：日本ゼオン（株）製）
を射出成形し、離型不良発生までの成形回数を４つの入
れ子で比較して評価した。結果を表１に示す。
名「ネスタール５０」：住友重機（株）製）を用いて、
樹脂「ゼオネックス」（商品名：日本ゼオン（株）製）
を射出成形し、離型不良発生までの成形回数を４つの入
れ子で比較して評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示すように、条件１の入れ子は図４
に示すように表面の炭素濃度が５０％以下と低いため
に、イオン注入による離型性が付与されず、未注入の入
れ子とほぼ同様の結果となっている。条件２の入れ子は
表面の炭素濃度が７０％程度と高いため、離型性は付与
されたが、回数７０００回あたりで離型不良が確認され
た。この入れ子の表面を電子顕微鏡で観察したところ、
炭素層の剥離が認められた。図４からわかるように、条
件２の入れ子は炭素濃度が深さ１０００Å付近から急激
に減少している。従って、炭素層と母材との間に界面が
存在しているため、回数が増加するにつれて界面部分に
負担がかかり、剥離が起こったと考えられる。条件３
は、他の３つの入れ子に比べて３倍以上の耐久性を示し
ている。
に示すように表面の炭素濃度が５０％以下と低いため
に、イオン注入による離型性が付与されず、未注入の入
れ子とほぼ同様の結果となっている。条件２の入れ子は
表面の炭素濃度が７０％程度と高いため、離型性は付与
されたが、回数７０００回あたりで離型不良が確認され
た。この入れ子の表面を電子顕微鏡で観察したところ、
炭素層の剥離が認められた。図４からわかるように、条
件２の入れ子は炭素濃度が深さ１０００Å付近から急激
に減少している。従って、炭素層と母材との間に界面が
存在しているため、回数が増加するにつれて界面部分に
負担がかかり、剥離が起こったと考えられる。条件３
は、他の３つの入れ子に比べて３倍以上の耐久性を示し
ている。
【００２９】このように本実施例では、離型が容易に、
かつ繰り返し行うことができるため、金型のメンテナン
スの必要がなく、生産性が大幅に向上する。また、あま
り強度が高くない樹脂を用いても金型との密着性が低い
ため、成形品を破損することがない。
かつ繰り返し行うことができるため、金型のメンテナン
スの必要がなく、生産性が大幅に向上する。また、あま
り強度が高くない樹脂を用いても金型との密着性が低い
ため、成形品を破損することがない。
【００３０】
【実施例２】実施例１と同様の形状および材質の成形金
型入れ子を３個作成した。それぞれの入れ子に対する炭
素イオン（Ｃ12 + ）の注入条件は以下の通りである。
型入れ子を３個作成した。それぞれの入れ子に対する炭
素イオン（Ｃ12 + ）の注入条件は以下の通りである。
【００３１】条件１ 注入量１×１０30ｉｏｎｓ／ｃｍ
2 、イオンエネルギー２０ｋｅＶ 条件２ 注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃｍ2 、イオンエ
ネルギー２０ｋｅＶと、注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 、イオンエネルギー８０ｋｅＶとの二重注入 条件３ イオン注入未処理（ブランク）
2 、イオンエネルギー２０ｋｅＶ 条件２ 注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃｍ2 、イオンエ
ネルギー２０ｋｅＶと、注入量１×１０18ｉｏｎｓ／ｃ
ｍ2 、イオンエネルギー８０ｋｅＶとの二重注入 条件３ イオン注入未処理（ブランク）
【００３２】条件１で得られた入れ子の炭素濃度と深さ
の関係をＸＰＳにより測定した。結果を図５に示す。通
常、イオンを注入すると、注入されたイオンは母材中に
山状の分布となるが、この場合のように注入量が多量に
なると、イオンは既に注入されたイオンによって深い位
置への侵入を阻害され、表面により近い位置に堆積す
る。従って、図５に示すような分布図をとり、条件１は
条件２よりも１０００Å付近までの炭素濃度が高くなっ
ている。
の関係をＸＰＳにより測定した。結果を図５に示す。通
常、イオンを注入すると、注入されたイオンは母材中に
山状の分布となるが、この場合のように注入量が多量に
なると、イオンは既に注入されたイオンによって深い位
置への侵入を阻害され、表面により近い位置に堆積す
る。従って、図５に示すような分布図をとり、条件１は
条件２よりも１０００Å付近までの炭素濃度が高くなっ
ている。
【００３３】本実施例の評価を実施例１と同様にして行
った。結果を表２に示す。この結果からわかるように二
重注入法によって作成した金型（条件２）は非常に優れ
た離型性を兼ね備えた金型入れ子となっている。注入量
の多い条件１の金型は注入量が多量のため、入れ子表面
がスパッタされて粗くなり、条件２よりは離型性の劣る
金型入れ子となっている。
った。結果を表２に示す。この結果からわかるように二
重注入法によって作成した金型（条件２）は非常に優れ
た離型性を兼ね備えた金型入れ子となっている。注入量
の多い条件１の金型は注入量が多量のため、入れ子表面
がスパッタされて粗くなり、条件２よりは離型性の劣る
金型入れ子となっている。
【００３４】
【表２】
【００３５】このような本実施例では、少なくとも２つ
以上の条件の注入を重ねることにより、入れ子を傷つけ
ることなく、理想とする炭素濃度分布を有する入れ子を
作製できる。また、注入条件の組み合わせの選択で、金
型の作製コストを低減させることができる。
以上の条件の注入を重ねることにより、入れ子を傷つけ
ることなく、理想とする炭素濃度分布を有する入れ子を
作製できる。また、注入条件の組み合わせの選択で、金
型の作製コストを低減させることができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の樹脂成形用金型は、離型を連続
して行うことが可能であり、金型のメンテナンスの回数
が低減して、生産性が大幅に向上する。また、離型性お
よび耐久性を有している。本発明の金型の製造方法で
は、このような特性を有した金型を確実に、しかも容易
に製造できる。
して行うことが可能であり、金型のメンテナンスの回数
が低減して、生産性が大幅に向上する。また、離型性お
よび耐久性を有している。本発明の金型の製造方法で
は、このような特性を有した金型を確実に、しかも容易
に製造できる。
【図１】イオン注入条件を示す特性図である。
【図２】イオン注入条件を示す特性図である。
【図３】本発明のイオン注入条件を示す特性図である。
【図４】実施例１のイオン注入条件を示す特性図であ
る。
る。
【図５】実施例２のイオン注入条件を示す特性図であ
る。
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも成形面に炭素イオンが注入さ
れ、この注入された炭素の最大濃度が５０ａｔｍ％以上
であると共に、この最大濃度が少なくとも表面から１５
００Åの深さ領域までに存在し、且つ最大濃度から５ａ
ｔｍ％以下の濃度に減少するまでの深さ方向における幅
が５００Å以上であることを特徴とする樹脂成形用金
型。 - 【請求項２】 ７ｇ／ｃｍ3 〜９ｇ／ｃｍ3 の密度の金
属からなる成形面に対して、下記、のいずれか一方
の条件で炭素イオンを注入した後、他方の条件で炭素イ
オンを注入することを特徴とする樹脂成形用金型の製造
方法。 注入量が１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオン
エネルギーが５ｋｅＶ以上２０ｋｅＶ以下の条件 注入量１０17ｉｏｎｓ／ｃｍ2 以上で、且つイオンエ
ネルギーが３０ｋｅＶ以上の条件
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11308395A JPH08300362A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 樹脂成形用金型及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11308395A JPH08300362A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 樹脂成形用金型及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08300362A true JPH08300362A (ja) | 1996-11-19 |
Family
ID=14603059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11308395A Withdrawn JPH08300362A (ja) | 1995-05-11 | 1995-05-11 | 樹脂成形用金型及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08300362A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009034954A1 (ja) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Asahi Glass Co., Ltd. | ＴｉＯ2含有石英ガラス基板 |
| JP2009096191A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute | 微細成形型および微細成形型用基材並びに微細成形型の製造方法 |
-
1995
- 1995-05-11 JP JP11308395A patent/JPH08300362A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009034954A1 (ja) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Asahi Glass Co., Ltd. | ＴｉＯ2含有石英ガラス基板 |
| JPWO2009034954A1 (ja) * | 2007-09-13 | 2010-12-24 | 旭硝子株式会社 | ＴｉＯ２含有石英ガラス基板 |
| JP5064508B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2012-10-31 | 旭硝子株式会社 | ＴｉＯ２含有石英ガラス基板 |
| JP2012214382A (ja) * | 2007-09-13 | 2012-11-08 | Asahi Glass Co Ltd | ＴｉＯ２含有石英ガラス基板 |
| JP2009096191A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute | 微細成形型および微細成形型用基材並びに微細成形型の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |