CN105451966B - 圆柱状纳米压印用模具的制造方法,和纳米压印用再生模具的制造方法 - Google Patents

圆柱状纳米压印用模具的制造方法,和纳米压印用再生模具的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供圆柱状的铝基材的外周面被均匀地研磨且能够有效地应用该外周面的圆柱状纳米压印用模具的制造方法。其是用研磨体26研磨圆柱状的铝基材10的外周面14整体之后在铝基材10的外周面14形成氧化覆膜的方法,其中,以研磨体26的至少一部分超出铝基材10的第一端部10a侧和第二端部10b侧的方式,使研磨体26沿轴向移动而进行研磨,并且将研磨体26的超出铝基材10的部分配置于圆柱状的第一支撑构件18和第二支撑构件20上被它们支撑。

Description

圆柱状纳米压印用模具的制造方法,和纳米压印用再生模具 的制造方法
技术领域
本发明涉及圆柱状纳米压印用模具的制造方法和纳米压印用再生模具的制造方法。
本申请根据2013年8月14日在日本申请的日本特愿2013-168538号、日本特愿2013-168537号、日本特愿2013-168540号以及2014年1月30日在日本申请的日本特愿2014-015864号和日本特愿2014-016042号要求优先权,并将其内容引用于此。
背景技术
近年来,由于微细加工技术的进步,能够赋予物品的表面纳米级的微细凹凸结构。纳米级的微细凹凸结构体现例如如被称为蛾眼效应的防反射功能、被称为荷叶效应的拒水功能那样的来自结构的功能。因此,正在积极地实现纳米级的微细凹凸结构的工业上的利用(有机电致发光元件的光提取效率的提高、图像显示装置的防反射、图像显示装置的图像鲜明性的提高、各种构件的拒水材料等)。
作为赋予物品的表面微细凹凸结构的方法,例如已知有以下的方法。
使用在圆柱状的铝基材的外周面上形成有具有多个细孔的氧化覆膜(多孔阳极氧化铝)的圆柱状纳米压印用模具,将微细凹凸结构转印到物品的表面的方法。
该方法由于能够以少的工序简便地赋予物品的表面微细凹凸结构,因此适合工业生产。
另外,作为在铝基材的表面形成具有多个细孔的氧化覆膜的方法,例如已知有以下方法。
将铝基材的表面研磨之后,对该铝基材的表面进行阳极氧化的方法(专 利文献1)。
在进行阳极氧化之前对铝基材的表面进行研磨,将表面粗糙度降低直至成为镜面状态地进行均一化,由此能够抑制氧化覆膜上产生不均。其结果,能够将精度更高的微细凹凸结构赋予物品。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-30146号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为对圆柱状的铝基材的外周面整体进行研磨的方法,例如可以考虑以下所示的方法。
如图11所示,该方法为:使设置于旋转轴110的圆柱状的铝基材112绕轴旋转,一边将研磨体116推压到该铝基材112的外周面114上摩擦,一边使研磨体116以从铝基材112上的轴向的第一端部112a到第二端部112b的范围往返。
该方法中,与铝基材112的轴向的中央部分相比,铝基材112的第一端部112a的附近和第二端部112b的附近的研磨体116接触的时间变短。由此,研磨在端部附近变得不充分,从而表面粗糙度产生不均,在其上形成的氧化覆膜也容易产生不均。因此,在此情况下,将用于形成氧化覆膜而赋予微细凹凸结构的外周面114限定于除铝基材112上的第一端部112a和第二端部112b的附近以外的范围。
然而,如此部分地利用铝基材112的外周面114的方法在生产效率方面是不利的。
另外,进行研磨前的圆柱状的铝基材通过切削加工等机械加工从铝锭被加工成规定的形状,需要通过研磨将外周面精加工成镜面。作为将被机械加 工的外周面精加工成镜面的研磨方法,由于需要去除因机械加工而形成的表面形状的粗糙的部分,因此优选使用研磨速率较高的研磨方法、优选使用一边溶解铝基材的表面一边进行机械性研磨的化学机械研磨(CMP)。尤其,优选分为如下步骤进行研磨:在机械加工面的去除中使用酸性的CMP浆料的1次CMP研磨,其后使用用于精加工成镜面的碱性的CMP浆料的最终CMP研磨。
然而,前述方法中,尤其在使用用于去除机械加工面的酸性的CMP浆料的1次CMP研磨中,因滞留在圆柱状的铝基材的外周面上的研磨液,有时在研磨后的铝基材的外周面上产生非常厚的氧化膜,可以看到如外周面产生泛白那样的变质。在此情况下,产生厚的氧化膜从而泛白的程度越强,对于达到通过最终CMP研磨来研磨泛白的部分而得到镜面状态的铝基材而言,需要非常多的研磨时间,因此生产率大大降低。
另外,反复使用模具时,树脂堆积在模具表面或者模具表面产生划痕或者微细凹凸结构变形。其结果,存在如下问题:不能转印规定的微细凹凸结构,或者模具表面的划痕成为花纹而被转印,或者转印物的防反射性等性能降低。树脂的堆积可以通过在树脂中配混脱模剂或者对模具表面进行脱模处理来进行改善。另一方面,划痕的附着、微细凹凸结构的变形可以通过提高模具自身的耐擦伤性来进行改善。然而,用这些方法进行改善存在限度。因此,在模具达到寿命的情况下,需要更换成分新的模具,成本容易增加。
本发明提供圆柱状的铝基材的外周面被均匀地研磨且能够更有效地应用该外周面的圆柱状纳米压印用模具的制造方法。另外,本发明提供在研磨后能够抑制泛白等铝基材的外周面的变质的、能够得到高生产率的圆柱状纳米压印用模具的制造方法。另外,本发明提供通过重复利用使用完的模具从而以低成本制造纳米压印用再生模具的方法。
用于解决问题的方案
根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法是在圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的圆柱状纳米压 印用模具的制造方法,其具有:工序(I):一边使研磨体与绕中心轴旋转的前述铝基材相对地移动,一边用前述研磨体摩擦前述铝基材的外周面,对前述铝基材的外周面整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿前述铝基材的轴向的长度小于前述铝基材的轴向的长度;和工序(II):在前述工序(I)之后,利用阳极氧化在前述铝基材的外周面形成前述氧化覆膜,前述工序(I)中,在前述铝基材的中心轴向的两端部配置支撑构件,以前述研磨体的至少一部分超出前述铝基材的轴向的端部的方式,使前述研磨体相对于绕轴旋转的前述铝基材的外周面沿轴向相对地移动来进行研磨,超出前述铝基材的前述研磨体的至少一部分配置于前述支撑构件上,将前述支撑构件的要配置前述研磨体的部分的表面相对于前述铝基材的轴向沿垂直方向切断的形状为圆弧状,所述圆弧状构成直径为与前述铝基材的外径大致相同或其以下的圆周的至少一部分。
根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,前述支撑构件的要配置前述研磨体的部分的外形优选为如下形状:构成外径为前述铝基材的外径的0.97倍以上且1倍以下的圆柱状的至少一部分。另外,前述支撑构件的外形优选为圆柱状。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,前述支撑构件的要配置前述研磨体的部分优选由与前述铝基材相同的材质形成。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,在前述工序(I)和前述工序(II)之间,优选还具有以前述研磨体不超出前述铝基材的方式使前述研磨体沿轴向相对地移动来进行研磨的工序(I’)。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,前述工序(I)中,优选一边向前述铝基材的外周面供给磨粒一边用前述研磨体进行研磨,并且去除残留在前述支撑构件的表面上的残留磨粒。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法 中,前述工序(I)中,优选向前述铝基材的外周面上的与前述研磨体接触的部分供给化学机械研磨用研磨液,并且在沿轴向移动的前述研磨体的后方清洗前述铝基材的外周面而去除前述研磨液。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,优选使前述研磨体从前述铝基材的轴向的第一端部到第二端部单向地移动。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,优选还进一步在沿轴向移动的前述研磨体的前方清洗前述铝基材的外周面而去除前述研磨液。
另外,根据本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,优选在前述研磨体的轴向的两侧向前述铝基材的外周面喷射气体。
根据本发明的第二实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法是在圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其具有:工序(I):一边使研磨体与绕轴旋转的前述铝基材相对地移动,一边用前述研磨体摩擦前述铝基材的外周面,对前述铝基材的外周面整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿前述铝基材的轴向的长度小于前述铝基材的轴向的长度;和工序(II):在前述工序(I)之后,利用阳极氧化在前述铝基材的外周面形成前述氧化覆膜,前述工序(I)中,向前述铝基材的外周面上的与前述研磨体接触的部分供给化学机械研磨用研磨液,并且在沿轴向移动的前述研磨体的后方清洗前述铝基材的外周面而去除前述研磨液。
根据本发明的第二实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,优选使前述研磨体从前述铝基材的轴向的第一端部到第二端部单向地移动。
另外,根据本发明的第二实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法中,优选还进一步在沿轴向移动的前述研磨体的前方清洗前述铝基材的外周面而去除前述研磨液。
另外,根据本发明的第二实施方式的圆柱状纳米压印用模具的制造方法 中,优选在前述研磨体的轴向的两侧向前述铝基材的外周面喷射气体。
然而,已知通过切削加工等使用刀具的机械加工对金属等的表面进行镜面化时,在加工表面形成加工变质层。本发明人等进一步反复研究,结果发现,通过机械加工去除使用完的模具的氧化覆膜、划痕之后进行阳极氧化时,容易形成细孔不均匀地分布的氧化覆膜。在使用细孔不均匀地分布的状态下的模具将微细凹凸结构转印到物品主体的表面的情况下,雾度容易上升,结果,反射率也变高。因此,需要去除加工变质层,在进行阳极氧化之前耗费工夫、时间,涉及成本的增加。另外,在通过机械加工将使用完的模具的氧化覆膜、划痕去除的情况下,导致切削条纹等机械加工的痕迹残留在加工表面,因此还需要在进行阳极氧化之前去除机械加工的痕迹。
于是,基于如下构思完成了本发明:若去除使用完的模具的氧化覆膜、划痕但不会形成机械加工的痕迹、加工变质层,则可以节省用于去除机械加工的痕迹、加工变质层的工夫,而且通过进行阳极氧化,能够再次形成细孔均匀地分布的氧化覆膜。
即,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法具有:对在铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的纳米压印用模具的表面进行研磨的研磨工序;和对研磨的表面进行阳极氧化,在铝基材的表面再次形成具有多个细孔的氧化覆膜的氧化覆膜形成工序。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,前述研磨工序优选包括将具有多个细孔的纳米压印用模具的表面的氧化覆膜化学去除的处理。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,优选使用铬酸和磷酸的混合溶液将前述氧化覆膜化学去除。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,优选在前述研磨工序之前具有树脂去除工序,其将附着于表面具有多个细孔的纳米压印用模具的表面的树脂去除。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,优选前述研磨 工序中,将氧化覆膜化学去除之后,对前述铝基材进行化学机械研磨。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,前述铝基材的外形为圆柱状,前述研磨工序具有工序(I):一边使研磨体与绕中心轴旋转的前述铝基材相对地移动,一边用前述研磨体摩擦前述铝基材的外周面,对前述铝基材的外周面整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿前述铝基材的轴向的长度小于前述铝基材的轴向的长度,前述工序(I)中,在前述铝基材的中心轴向的两端部配置支撑构件,以前述研磨体的至少一部分超出前述铝基材的轴向的端部的方式,使前述研磨体相对于绕轴旋转的前述铝基材的外周面沿轴向相对地移动来进行研磨,超出前述铝基材的前述研磨体的至少一部分配置于前述支撑构件上,将前述支撑构件的要配置前述研磨体的部分的表面相对于前述铝基材的轴向沿垂直方向切断的形状优选为圆弧状,所述圆弧状构成直径为与前述铝基材的外径大致相同或其以下的圆周的至少一部分。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,前述支撑构件的要配置前述研磨体的部分的外形优选为如下形状:构成外径为前述铝基材的外径的0.97倍以上且1倍以下的圆柱状的至少一部分。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,前述研磨工序优选还具有在前述工序(I)之后以前述研磨体不超出前述铝基材的方式使前述研磨体沿轴向相对地移动来进行研磨的工序(I’)。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,前述工序(I)中,优选向前述铝基材的外周面上的与前述研磨体接触的部分供给化学机械研磨用研磨液,并且在沿轴向移动的前述研磨体的后方清洗前述铝基材的外周面而去除前述研磨液。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,优选使前述研磨体从前述铝基材的轴向的第一端部到第二端部单向地移动。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,优选还进一步在沿轴向移动的前述研磨体的前方清洗前述铝基材的外周面而去除前述研 磨液。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,优选在前述研磨体的轴向的两侧向前述铝基材的外周面喷射气体。
发明的效果
根据本发明的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,能够制造圆柱状的铝基材的外周面被均匀地研磨且能够更有效地应用该外周面的圆柱状纳米压印用模具。
另外,根据本发明的圆柱状纳米压印用模具的制造方法能够抑制使用酸性的CMP浆料的1次CMP研磨后的泛白等铝基材的外周面的变质,能够以高生产率制造纳米压印用模具。
另外,根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法,能够重复利用使用完的模具,以低成本制造纳米压印用再生模具。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的一个例子的立体图。
图2是图1中示出的工序(I)的平面图。
图3是图2的铝基材的第一端部附近的放大图。
图4是图2的铝基材的第二端部附近的放大图。
图5是第一支撑构件的外径小于铝基材的外径时的铝基材的第一端部附近的放大图。
图6是铝基材的外径小于第一支撑构件的外径时的铝基材的第一端部附近的放大图。
图7是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(II)的一个例子的截面图。
图8是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式 的平面图。
图9是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式的平面图。
图10是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式的平面图。
图11是说明研磨圆柱状的铝基材的外周面的情形的平面图。
图12是示出实施例1和比较例1的表面粗糙度的测定结果的图表。
图13是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I’)的一个例子的平面图。
图14是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式的平面图。
图15是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式的立体图。
图16是示出本发明的第一实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式的平面图。
图17是示出本发明的第二实施方式的制造方法中的工序(I)的一个例子的立体图。
图18是图17中示出的工序(I)的平面图。
图19是示出本发明的第二实施方式的制造方法中的工序(I)的其它方式的平面图。
具体实施方式
本说明书中,“细孔”是指,在铝基材的表面的氧化覆膜形成的微细凹凸结构的凹部。
“细孔的间隔”表示相邻的细孔彼此的中心间距。
“圆柱状”表示作为整体为圆柱形状,圆筒形状等中空圆柱形状、如形 成有多个通孔那样的形状也包括于圆柱状。
“突起”是指在成形体的表面形成的微细凹凸结构的凸部。
“微细凹凸结构”表示凸部或凹部的平均间隔为10~400nm的结构。
“机械研磨”是指将加工表面物理研磨而进行镜面化。本发明中,物理研磨还包括“带研磨(tape polishing)”、“化学机械研磨(CMP研磨)”。
“研磨速率”是指每单位时间的研磨量。
“将表面精加工”是指,进行镜面化,直至铝基材的表面的算术平均粗糙度成为15nm以下。
[圆柱状纳米压印用模具的制造方法]
(第一实施方式)
本发明的第一实施方式的圆柱状纳米压印用模具(以下,简称为“模具”。)的制造方法是在圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的模具的制造方法。
以下,示出本发明的第一实施方式的模具的制造方法的一个例子进行说明。本实施方式的模具的制造方法具有下述工序(I)和工序(II)。
(I)如图1和图2所示,一边使研磨体26和绕中心轴旋转的铝基材10相对地移动,一边用研磨体26摩擦铝基材10的外周面14,对铝基材10的外周面14的整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿所述铝基材的轴向的长度L2小于圆柱状的铝基材10的轴向的长度L1。
(II)在工序(I)之后,利用阳极氧化在铝基材10的外周面14形成具有多个细孔的氧化覆膜。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法还可以根据需要具有下述工序(I’)。
(I’)在工序(I)和工序(II)之间,以研磨体26不超出铝基材10的方式使研磨体26沿轴向相对地移动来进行研磨。
<工序(I)>
在该例子的工序(I)中,将圆柱状的铝基材10设置于旋转轴16上。另 外,在旋转轴16上的铝基材10的轴向的第一端部10a侧设置第一支撑构件18,进而在旋转轴16上的铝基材10的轴向的第二端部10b侧设置第二支撑构件20。第一支撑构件18与铝基材10的第一端部10a相邻。第二支撑构件20与铝基材10的第二端部10b相邻。
另外,在旋转轴16上的第一支撑构件18和第二支撑构件20的更外侧分别设置圆盘状的限制器22、24。
该例子的第一支撑构件18和第二支撑构件20的外形为圆柱状。第一支撑构件18和第二支撑构件20通过旋转轴16在铝基材10绕轴旋转时同时旋转。
另外,第一支撑构件18的外径d1(图2)和第二支撑构件20的外径d2(图2)与铝基材10的外径D(图2)相同。由此,如后述那样,使研磨体26超出第一端部10a侧和第二端部10b侧时,研磨体26的该超出的部分的至少一部分配置于第一支撑构件18和第二支撑构件20上,被它们支撑。
如此,将该例子的作为第一支撑构件18上的要配置研磨体26的部分的表面的外周面18a相对于轴向沿垂直方向切断的形状为圆状,所述圆状构成直径与铝基材10的外径D相同的圆周的全部。同样地,将该例子的作为第二支撑构件20上的要配置研磨体26的部分的表面的外周面20a相对于轴向沿垂直方向切断的形状为圆状,所述圆状构成直径与铝基材10的外径D相同的圆周的全部。
研磨装置12具有带状的研磨体26、将研磨体26沿其长度方向输送的输送辊28和用于供给研磨液的研磨液供给装置30。
研磨体26的沿铝基材10的轴向的长度L2(图2)小于铝基材10的轴向的长度L1(图2)。
研磨体26只要是能够将铝基材的表面研磨成所期望的状态的研磨体即可,例如可以举出无纺布类型、绒面革(suede)类型的研磨垫等。另外,作为研磨体26,也可以使用将SiC粉末嵌入耐久纸中的研磨纸、将金刚石粉末嵌入金属中的研磨盘等。
输送辊28一边将研磨体26推压到铝基材10的外周面14上,一边将研磨体 26沿其长度方向输送。
该例子中,以在铝基材10的外周面14和研磨体26接触的部分处使铝基材10的旋转方向和输送研磨体26的方向成为反向的方式,利用输送辊28输送研磨体26。
研磨液供给装置30具有用于输送研磨液的配管30a和设置于配管30a的前端的喷嘴30b。研磨液供给装置30被配置成能够将研磨液供给到铝基材10的外周面14和研磨体26之间。
作为用于研磨的研磨液,只要根据将铝基材10的外周面14镜面化等各种目的而适宜地选择即可,可以使用研磨铝的表面时所使用的公知的研磨液。
作为研磨液,例如可以举出包含SiC、Al2O3、SiO2、ZrO2等磨粒的浆料,在具有能够腐蚀铝的效果的酸性或碱性的溶液中分散有磨粒的化学机械研磨(CMP)用研磨液(CMP浆料)等。其中,从研磨效率方面出发,分别为在铝基材10的外周面14通过机械加工而成为粗糙的表面状态的情况下优选酸性的CMP浆料,以及在精加工成为镜面的情况下优选碱性的CMP浆料。
研磨装置12能够沿铝基材10的轴向移动。即,通过使推压在铝基材10的外周面14上的研磨体26沿铝基材10的轴向移动,能够从铝基材10的第一端部10a到第二端部10b研磨外周面14的整体。
工序(I)中,一边使铝基材10绕轴旋转并将研磨体26推压到该铝基材10的外周面14上进行摩擦,一边使研磨体26沿轴向移动,研磨铝基材10的外周面14整体。此时,在铝基材10的第一端部10a侧和第二端部10b侧以研磨体26的至少一部分超出铝基材10的方式移动研磨体26。
具体而言,如图3所示,使在铝基材10的外周面14上沿轴向朝第一端部10a移动的研磨体26向第二端部10b侧折返时,使研磨体26的至少一部分暂时超出铝基材10的第一端部10a。即,在铝基材10的第一端部10a侧使研磨体26折返时,使研磨体26越出铝基材10的第一端部10a。
此处,研磨体26的超出铝基材10的第一端部10a的部分通过配置于第一支撑构件18的外周面18a上,与第一支撑构件18的外周面18a接触。该例子中, 第一支撑构件18与铝基材10一起绕轴旋转。因此,研磨体26的超出铝基材10的部分被推压并被摩擦,由此第一支撑构件18的外周面18a也与铝基材10的外周面14一起被研磨。
同样地,如图4所示,使在铝基材10的外周面14上沿轴向朝第二端部10b移动的研磨体26向第一端部10a侧折返时,使研磨体26的至少一部分暂时超出铝基材10的第二端部10b。即,在铝基材10的第二端部10b侧使研磨体26折返时,使研磨体26越出铝基材10的第二端部10b。
此处,研磨体26的超出铝基材10的第二端部10b的部分通过配置于第二支撑构件20的外周面20a上,与第二支撑构件20的外周面20a接触。该例子中,由于第二支撑构件20也与铝基材10一起绕轴旋转,因此第二支撑构件20的外周面20a也被研磨体26研磨。
本实施方式的工序(I)中,如此使研磨体26沿铝基材10的轴向移动时,以使研磨体26的至少一部分分别在第一端部10a侧和第二端部10b侧超出的方式使所述研磨体26往返。由此,铝基材10上的第一端部10a附近以及第二端部10b附近的研磨时间与中央部分的研磨时间之差变小。因此,能够得到从第一端部10a到第二端部10b的外周面14的表面粗糙度的均一性良好的铝基材10。
研磨体26的超出第一端部10a侧的部分的沿铝基材10的轴向的长度L3(图3)相对于研磨体26的沿铝基材10的轴向的长度L2(图3)之比(L3/L2)优选为0.4以上,更优选为0.5以上。L3/L2为下限以上时,铝基材10的第一端部10a附近与中央部分的研磨时间之差变得更小,外周面14的表面粗糙度变得更加均一。
L3/L2的上限值为1。L3/L2为1表示,在铝基材10的第一端部10a侧,研磨体26完全地超出第一支撑构件18侧。L3/L2为1时,由于能够消除铝基材10的第一端部10a附近与中央部分的研磨时间之差,因此外周面14的表面粗糙度变得更加均一。
另外,在研磨多个铝基材10的外周面14时,在连续使用第一支撑构件18 而不更换的情况下,由于第一支撑构件18的外周面18a被连续地研磨,因此存在第一支撑构件18的外径d1小于铝基材10的外径D的可能性。在此情况下,第一支撑构件18的外周面18a变得低于铝基材10的外周面14而形成高度差。在该状态下,若使研磨体26完全超出铝基材10的第一端部10a侧,则使研磨体26向铝基材10上折返时,存在研磨体26在第一支撑构件18与铝基材10的高度差部分卡住的隐忧。
由此,在连续使用第一支撑构件18的情况下,L3/L2优选为0.9以下,更优选为0.8以下。由此,能够使一部分超出铝基材10的第一端部10a侧的研磨体26更顺畅地稳定地折返。
在铝基材10的第二端部10b侧使研磨体26超出的比例的优选方案也与铝基材10的第一端部10a侧相同。即,研磨体26的超出第二端部10b侧的部分的沿铝基材10的轴向的长度L4(图4)相对于研磨体26的沿铝基材10的轴向的长度L2(图4)之比(L4/L2)优选为0.4以上,更优选为0.5以上。L4/L2为下限以上时,铝基材10的第二端部10b附近与中央部分的研磨时间之差变小,外周面14的表面粗糙度变得更加均一。
L4/L2的上限值为1。L4/L2为1表示,在铝基材10的第二端部10b侧,研磨体26完全地超出第二支撑构件20侧。L4/L2为1时,由于能够消除铝基材10的第二端部10b附近与中央部分的研磨时间之差,因此外周面14的表面粗糙度变得更加均一。
另外,在连续使用第二支撑构件20的情况下,与第一支撑构件18的情况同样地,存在第二支撑构件20的外径d2小于铝基材10的外径D的可能性。在此情况下,L4/L2优选为0.9以下,更优选为0.8以下。由此,使一部分超出铝基材10的第二端部10b侧的研磨体26折返时,能够抑制研磨体26卡在第二支撑构件20与铝基材10的边界的高度差部分。因此,能够更顺畅地稳定地使研磨体26折返。
铝基材10的铝的纯度优选为99.5质量%以上,更优选为99.9质量%以上。铝的纯度为下限值以上时,在工序(II)中能够以更高的精度形成规则性高 的细孔。
铝基材10在使用纯度高的铝的情况下,存在加工成圆柱状时,铝基材过于柔软而难以加工的情况。在此情况下,也可以将在铝中添加镁而加工成圆柱状的基材用作铝基材10。通过添加镁,铝的强度提高,因此变得易于加工。
在铝中添加镁的情况下,镁的添加量优选相对于铝基材10的总质量为0.05~3质量%。
如该例子所示,在将第一支撑构件18制成圆柱状并且使第一支撑构件18的外周面18a与铝基材10的外周面14一起被研磨的情况下,优选第一支撑构件18的材质与铝基材10的材质相同。即,优选使第一支撑构件18上的要配置研磨体26的部分的材质与铝基材的材质相同。在第一支撑构件18上具有未配置研磨体26的部分的情况下,该部分的材质可以与铝基材10的材质相同或者不同。
由此,能够抑制由第一支撑构件18产生比铝基材10硬的切屑。因此,能够容易地抑制比铝基材10硬的切屑进入研磨体26和铝基材10的外周面14之间,从而损伤外周面14。
另外,若第一支撑构件18的材质与铝基材10的材质相同,则即使在进行化学机械研磨(CMP)的情况下,第一支撑构件18和铝基材10的腐蚀性也为相同的程度。由此,化学机械研磨时,第一支撑构件18和铝基材10被同等程度地研磨,不易产生高度差。因此,容易将铝基材10的第一端部10a附近研磨成与轴向的中央部分相同的程度。
在将第二支撑构件20制成圆柱状并且使第二支撑构件20的外周面20a与铝基材10的外周面14一起被研磨的情况下,也出于与第一支撑构件18的情况同样的理由,优选第二支撑构件20的材质与铝基材10的材质相同。即,优选使第二支撑构件20上的要配置研磨体26的部分的材质与铝基材的材质相同。在第二支撑构件20上具有未配置研磨体26的部分的情况下,该部分的材质可以与铝基材10的材质相同或者不同。
需要说明的是,第一支撑构件18和第二支撑构件20上的要配置研磨体26 的部分与铝基材10的材质不必完全相同,只要硬度、被研磨的情况不为极其不同的程度即可。第一支撑构件18和第二支撑构件20优选由至少其表面的纯度为99.5质量%以上的铝形成,更优选由纯度为99.9质量%以上的铝形成。另外,也可以添加0.05质量%~3质量%的镁。
该例子中,第一支撑构件18的外径d1与铝基材10的外径D相同,但在本发明中,也可以是第一支撑构件18的外径d1与铝基材10的外径D不同的方案。同样地,本发明中,也可以是第二支撑构件20的外径d2与铝基材10的外径D不同的方案。在此情况下,也优选第一支撑构件18的外径d1和第二支撑构件20的外径d2为与铝基材10的外径D大致相同或其以下。
在第一支撑构件18的外径d1小于铝基材10的外径D的情况下,如图5所示,在铝基材10的第一端部10a,研磨体26以覆盖第一侧端面13的方式朝着铝基材10的中心轴变形。此时,因研磨体26,铝基材10的第一端部10a容易被局部地施加大的研磨压力。如此,在铝基材10的第一端部10a被施加大于轴向的中央部分的研磨压力时,第一端部10a被过度地研磨而存在表面粗糙度变得不均一的隐忧。
由此,在第一支撑构件18的外径d1小于铝基材10的外径D的情况下,第一支撑构件18的外径d1优选尽可能地接近铝基材10的外径D。另外,第一支撑构件18的外径d1更优选小于等于铝基材10的外径D。
另外,第一支撑构件18的外径d1远大于铝基材10的外径D时,如图6所示,研磨体26登上第一支撑构件18时,存在研磨体26难以接触铝基材10的第一端部10a的隐忧。另外,研磨体26向第一支撑构件18上攀登时,存在研磨体26自身产生划痕、偏移或者导致研磨装置12发生过载的隐忧。由此,优选第一支撑构件18的外径d1小于铝基材10的外径D,但在大于的情况下,优选将铝基材10的外周面14与第一支撑构件18的外周面18a的高度差量({d1-D}÷2)设定为研磨体26的厚度以下。
出于前述理由,第一支撑构件18的外径d1相对于铝基材10的外径D的比(d1/D)优选为0.97~1,更优选为0.99~1。d1/D处于前述范围内时,通过研 磨容易形成表面粗糙度均一的外周面14。
第一支撑构件18的轴向的长度L5(图3)优选大于等于研磨体26的轴向的长度L2(图3)。由此,即使在铝基材10的第一端部10a侧使研磨体26完全地超出铝基材10,研磨体26的整体也可以被第一支撑构件18支撑,因此研磨体26不易受损。
另外,第二支撑构件20的外径d2的优选的方案也与第一支撑构件18的外径d1的优选的方案相同。
具体而言,在第二支撑构件20的外径d2小于铝基材10的外径D的情况下,第二支撑构件20的外径d2优选尽可能地接近铝基材10的外径D。另外,第二支撑构件20的外径d2更优选小于等于铝基材10的外径D。另外,在第二支撑构件20的外径d2大于铝基材10的外径D的情况下,第二支撑构件20的外径d2也优选尽可能地接近铝基材10的外径D。
另外,第二支撑构件20的外径d2相对于铝基材10的外径D的比(d2/D)优选为0.97~1,更优选为0.99~1。
另外,第二支撑构件20的轴向的长度L6(图4)优选大于等于研磨体26的轴向的长度L2(图3)。由此,即使在铝基材10的第二端部10b侧使研磨体26完全地超出铝基材10,研磨体26的整体也可以被第二支撑构件20支撑,因此研磨体26不易受损。
限制器22、24的形状不限定于圆盘状,只要是能够保持在铝基材10的两侧设置有第一支撑构件18和第二支撑构件20的状态的形状即可。
另外,限制器22、24的大小也不限定于大于铝基材10、第一支撑构件18和第二支撑构件20,只要是能够保持在铝基材10的两侧设置有第一支撑构件18和第二支撑构件20的状态的范围即可。
另外,限制器22、24的材质优选对有腐蚀性的研磨液具有耐腐蚀性的材质,例如可以举出不锈钢;聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等树脂等。
沿铝基材10的轴向的研磨体26的移动速度优选为恒定。由此,容易使铝基材10的外周面14上的轴向的研磨时间从第一端部10a到第二端部10b变得 恒定,并且容易使铝基材10的外周面14的表面粗糙度变得均一。需要说明的是,若为不有损本发明的效果的范围,则也可以改变沿轴向的研磨体26的移动速度。
可以根据目标表面粗糙度等条件而适宜地设定使研磨体26在铝基材10的外周面14上沿轴向往返的次数,可以是1次,也可以是2次以上。
另外,工序(I)中,也可以对铝基材10的外周面14上的研磨体26所通过的部分一边清洗并去除附着的研磨液一边进行研磨。由此,能够容易地抑制在铝基材10的外周面14上的经过研磨的部分因研磨液而发生腐蚀等问题。
工序(I)中研磨后的铝基材10的外周面14优选被镜面化。
工序(I)中,在研磨后,在铝基材10的外周面14上会残留微细的研磨划痕(擦痕)。会产生该研磨划痕的主要原因如下所述。
如图5所示,若铝基材10的外径D大于第一支撑构件18的外径d1,则研磨体26越出第一端部10a或第二端部10b时,在第一支撑构件18和铝基材10的高度差部分,第一支撑构件18与研磨体26分开而产生间隙40。在间隙40,存在研磨中研磨液的磨粒成分持续残留,残留磨粒彼此聚集而成为远大于通常的磨粒的聚集磨粒的情况。另外,在越出而与第一支撑构件18接触的研磨体26返回铝基材10上时,该聚集磨粒有可能被卷入研磨体26中而被带入铝基材10上。若聚集磨粒被带入铝基材10上,则存在因该聚集磨粒而导致在铝基材10的外周面14产生研磨划痕的情况。
如图6所示,在铝基材10的外径D小于第一支撑构件18的外径d1的情况下,同样在研磨体26越出第一端部10a或第二端部10b时,铝基材10与研磨体26分开而产生间隙42。因此,在此情况下也同样地存在在间隙42产生聚集磨粒,因该聚集磨粒而在铝基材10的外周面14上产生研磨划痕的情况。
因此,工序(1)中,如图14所示,也可以在越出至第一支撑构件18的研磨体26返回铝基材10上时,使用残留磨粒去除装置50来去除残留在第一支撑构件18的表面上的聚集磨粒。由此,能够抑制残留磨粒聚集在间隙40、42,其结果,能够减少研磨划痕的产生。
对残留磨粒去除装置50没有特别限定,例如可以举出使用水、洗涤剂、空气等流体的清洗或通过吸引来去除残留磨粒的装置、海绵体等接触式去除装置、将它们组合的装置等。
关于利用水的清洗,根据所使用的研磨液,由于第一支撑构件18表面的研磨液的浓度变化也有可能促进磨粒成分的聚集,因此优选根据所使用的研磨液来选定最适宜的装置。
关于铝基材10的第二端部10b侧也是同样的,也可以在越出至第二支撑构件20的研磨体26返回铝基材10上时,使用残留磨粒去除装置50去除残留在第二支撑构件20的表面上的聚集磨粒。
<工序(I’)>
工序(I)中,在将铝基材10的外周面14的整面均一地研磨之后,在外周面14残留有微细的研磨划痕(擦痕)的情况下,需要进行消除该研磨划痕而制成良好的外周面的追加研磨。在此情况下,优选从工序(I)切换到以不超出铝基材10的方式使研磨体26沿轴向移动来进行研磨的工序(I’)。
需要说明的是,工序(I)中,若在将铝基材10的外周面14的整面研磨成镜面的状态下,在外周面14上没有产生微细的研磨划痕,则没有必要进行工序(I’)。
工序(I’)中,如图13所示,研磨体26的轴向的往返移动被限定在铝基材10的长度L1的范围内,以研磨体26不超出第一端部10a和第二端部10b的方式、即以不越出的方式进行研磨。通过不使研磨体26越出而进行研磨,在铝基材10与第一支撑构件18的高度差部分不产生前述的间隙40、42。由此,由于不产生聚集磨粒,因此在工序(I’)中进行追加研磨时,能够不产生新的研磨划痕而研磨成良好的镜面状态。
工序(I’)中,除了研磨体26的、沿铝基材10的轴向的往返移动的范围改变以外,在与工序(I)同样的条件下进行研磨。
另外,从更加有效地抑制研磨划痕的产生的观点出发,在工序(I)和工序(I’)中,优选在用于供给研磨液的配管30a的中途设置异物过滤用过滤 器。关于过滤器的种类,从研磨液的磨粒直径、对具有腐蚀性的研磨液的耐性、可容许的研磨划痕的大小出发,挑选最适宜的即可。
<研磨液的清洗>
工序(I)中,在作为研磨液使用酸性、碱性的CMP浆料的情况下,该CMP浆料长时间停留在铝基材10的外周面14上时,存在如下情况:导致铝基材10的外周面14变质而泛白,产生难以进行研磨的现象。在这样的情况下,优选去除存在于铝基材10的外周面14中未进行研磨的部分上的研磨液。工序(I’)中,使用CMP浆料时也同样地优选去除研磨液。具体而言,优选在沿轴向移动的研磨体的后方或者在该研磨体的后方和前方这两方通过清洗来去除研磨液。
例如,如图15所示,在沿轴向移动的研磨体26的后方,从第一清洗装置31供给清洗液来清洗铝基材10的外周面14,从而去除研磨液。第一清洗装置31具有用于输送清洗液的配管31a和设置于配管31a的前端的喷嘴31b。第一清洗装置31随着铝基材10与研磨体26的相对移动而沿铝基材10的轴向进行相对移动。
通过利用清洗液清洗而去除附着在铝基材10的外周面14中结束研磨的部分上的研磨液,由此研磨后研磨液不会长时间残留在铝基材10的外周面14上。因此,能够抑制铝基材10的外周面14因研磨液而发生变质。
研磨体26的后方的铝基材10的外周面14的清洗优选在研磨体26通过之后立即进行。即,优选立即清洗铝基材10的外周面14中被研磨体26研磨了的部分,从而从该部分去除研磨液。由此,能够更稳定地抑制铝基材10的外周面14上的经过研磨的部分因研磨液而发生变质。
另外,更优选一边在研磨体26的后方连续地清洗铝基材10的外周面14,一边使研磨体26沿轴向移动。该例子中,优选使第一清洗装置31紧跟研磨体26,向铝基材10的外周面14上的研磨体26通过的部分连续地供给清洗液来进行清洗。由此,能够稳定地抑制铝基材10的外周面14上的经过研磨的部分因研磨液而发生变质。
另外,在沿轴向移动的研磨体26的后方的清洗的基础上,还优选在沿轴向移动的研磨体26的前方从第二清洗装置33供给清洗液来清洗铝基材10的外周面14,从而去除研磨液。第二清洗装置33具有用于输送清洗液的配管33a和设置于配管33a的前端的喷嘴33b。第二清洗装置33在研磨体26的前方随着铝基材10与研磨体26的相对移动而沿铝基材10的轴向相对移动。
通过在研磨体26的前方也清洗铝基材10的外周面14,由此能够抑制在利用研磨体26的研磨之前意外地附着的研磨液引起的铝基材10的外周面14变质。
研磨体26的前方的铝基材10的外周面14的清洗优选在尽可能靠近铝基材10与研磨体26的接触部分27的位置进行。由此,能够更稳定地抑制铝基材10的外周面14上的研磨前的部分因研磨液而发生变质。
另外,更优选在研磨体26的前方一边连续地清洗铝基材10的外周面14,一边使研磨体26沿轴向移动。该例子中,优选使第二清洗装置33在研磨体26的前方沿轴向移动,从而在铝基材10的外周面14上的研磨体26的前方的部分连续地供给清洗液来进行清洗。由此,能够更稳定地抑制铝基材10的外周面14上的研磨前的部分因研磨液而发生变质。
作为清洗液,只要是通过清洗铝基材10的外周面14而能够去除附着在该外周面14上的研磨液的清洗液即可,例如可以举出水、醇、用于中和研磨液的酸性或碱性溶液等。其中,作为清洗液,从防止铝基材的腐蚀等观点出发,优选水。
另外,利用第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37在研磨体26的两侧向铝基材10的外周面14喷射气体。由此,能够抑制供给到铝基材10和研磨体26的接触部分27上的研磨液流出到接触部分27以外的部分。如此,利用气体的喷射而能够抑制研磨液附着在铝基材10的外周面14上的接触部分27以外的部分,由此能够更稳定地抑制因该研磨液而使铝基材10的外周面14变质。
另外,从第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37以将铝基材10的外 周面14上的接触部分27与其以外的部分隔断的方式帘状地喷射气体,由此还能够抑制清洗液进入接触部分27。由此,能够更稳定地抑制研磨时研磨液的组成因清洗液而改变。
对向铝基材10的外周面14上的研磨体26的两侧喷射的气体没有特别限定,例如可以举出氮气、二氧化碳、空气等。其中,作为喷射气体,从能够简便地利用方面出发,优选空气。
如此,清洗铝基材10的外周面14来去除研磨液在使研磨体26从铝基材10上的第一端部10a到第二端部10b沿轴向单向地移动的方案中是特别有效的。
具体而言,与使研磨体沿轴向往返来进行研磨的方案相比,使研磨体单向地移动而对铝基材的外周面整体进行研磨的方案为了进行相同程度的研磨,需要放慢研磨体的轴向的移动速度。因此,在使研磨体单向地移动的方案中,靠近铝基材的开始研磨侧的端部的部分的从研磨体通过起到结束研磨的时间变得非常长。本发明中,由于将铝基材的外周面上的研磨体通过的部分清洗来去除研磨液,因此即使从研磨体通过起至研磨结束为止的时间变长,也能够稳定地抑制因研磨液而发生变质。
需要说明的是,在将铝基材10的外周面14清洗来去除研磨液的情况下,也可以使研磨体26在铝基材10的外周面14上沿轴向往返。在此情况下,使研磨体26往返的次数根据目标表面粗糙度等条件而适宜地设定即可,可以是1次,也可以是2次以上。
另外,对清洗铝基材10的外周面14来去除研磨液的情况下的研磨的种类没有特别限定。例如,可以是使用用于去除铝基材10的外周面14上带有的划痕的、包含比较大的粒径的磨粒的研磨液的粗研磨,或者使用用于使铝基材10的外周面14镜面化的、包含比较小的粒径的磨粒的研磨液的精加工研磨,也可以是这两者。
前述粗研磨中较多地使用酸性的研磨液。由于酸性的研磨液容易使铝基材变质,因此,本发明的制造方法对进行使用酸性的研磨液的粗研磨的情况尤其有效。
需要说明的是,例如在用酸性的研磨液进行粗研磨之后用碱性的研磨液进行精加工研磨的情况下,只要为不有损本发明的效果的范围,也可以在前述粗研磨中如前述那样一边清洗一边进行研磨,在精加工研磨中不清洗而进行研磨。
<工序(II)>
工序(I)中,在研磨铝基材10的外周面14之后,利用阳极氧化在外周面14上形成具有多个细孔的氧化覆膜(多孔阳极氧化铝)。作为形成前述氧化覆膜的方法,例如可以举出具有下述工序(a)~(f)的方法。
(a)将铝基材10在电解液中在恒压下进行阳极氧化,如图7所示,在铝基材10的外周面14上形成氧化覆膜32。
(b)将氧化覆膜32的一部分或全部去除,在铝基材10的外周面14上形成阳极氧化的细孔生成点34。
(c)将铝基材10在电解液中再次进行阳极氧化,在细孔生成点34形成具有细孔36的氧化覆膜32。
(d)将氧化覆膜32的一部分去除,扩大细孔36的直径。
(e)工序(d)之后,将铝基材10在电解液中再次进行阳极氧化。
(f)反复进行工序(d)和工序(e),得到在外周面14上形成有具有多个细孔36的氧化覆膜32的圆柱状纳米压印用模具1(以下,称为“模具1”。)。
《工序(a)》
将铝基材10在电解液中,在恒压下进行阳极氧化时,在外周面14上可以形成具有细孔36的氧化覆膜32。
作为电解液,可以举出硫酸水溶液、草酸水溶液、磷酸水溶液等。
在使用草酸水溶液作为电解液的情况下,草酸的浓度优选为0.7M以下。草酸的浓度为0.7M以下时,容易抑制电流值变得过高而使氧化覆膜32的表面变得粗糙。
另外,在此情况下,外加电压优选为30~60V。外加电压若在前述范围内,则容易形成规则性高的细孔36。
另外,电解液的温度优选为60℃以下,更优选为45℃以下。电解液的温度为60℃以下时,容易抑制产生所谓的“镀层灰暗并有斑点”的现象,因此容易形成规则性高的细孔36。
在使用硫酸水溶液作为电解液的情况下,硫酸的浓度优选为0.7M以下。硫酸的浓度为0.7M以下时,由于容易抑制电流值变得过高,因此容易维持恒压。
另外,在此情况下,外加电压优选为25~30V。若外加电压在前述范围内,则容易形成规则性高的细孔36。
另外,电解液的温度优选为30℃以下,更优选为20℃以下。电解液的温度为30℃以下时,容易抑制产生所谓的“镀层灰暗并有斑点”的现象,因此容易形成规则性高的细孔36。
《工序(b)》
暂时去除氧化覆膜32的一部分或全部,将其作为阳极氧化的细孔生成点34。由此,能够提高细孔的规则性。在不去除氧化覆膜32的全部而使一部分残留的状态下,只要在残留有氧化覆膜32的部分上规则性充分地变高,就能够获得氧化覆膜去除所带来的效果。
作为去除氧化覆膜的方法,可以举出在选择性地溶解氧化覆膜而不溶解铝的溶液中进行溶解从而去除的方法。作为这样的溶液,例如可以举出铬酸和磷酸的混合液等。
《工序(c)》
对去除了至少一部分氧化覆膜32的铝基材10再次进行阳极氧化时,能够形成具有圆柱状的细孔36的氧化覆膜32。
阳极氧化在与工序(a)同样的条件下进行即可。越延长阳极氧化的时间越能够形成深的细孔36。只要是不有损工序(b)的效果的范围,则可以适宜地调节工序(c)中的阳极氧化的电压、电解液的种类、温度等。
《工序(d)》
进行扩大细孔36的直径的处理(以下,称为“孔径扩大处理”。)。
孔径扩大处理是在用于溶解氧化覆膜的溶液中浸渍氧化覆膜从而扩大阳极氧化中得到的细孔的直径的处理。作为用于溶解氧化覆膜的溶液,例如可以举出5质量%左右的磷酸水溶液等。
越延长孔径扩大处理的时间,孔径越变大。
《工序(e)》
工序(d)之后,将铝基材10再次阳极氧化时,能够进一步形成从圆柱状的细孔36的底部向下延伸的、小直径的圆柱状的细孔36。
阳极氧化在与工序(a)同样的条件下进行即可。越延长阳极氧化的时间越能够形成深的细孔36。
《工序(f)》
反复工序(d)的孔径扩大处理和工序(e)的阳极氧化时,能够得到在铝基材10的外周面14上形成有氧化覆膜32的模具1,所述氧化覆膜32具有形状为直径从开口部向深度方向递减的细孔36。
最终,优选以工序(d)结束。
工序(d)和工序(e)的反复次数优选总计为3次以上,更优选为5次以上。反复次数为3次以上时,容易得到形成有氧化覆膜32的模具1,所述氧化覆膜32具有足够直径的细孔36。因此,能够在利用模具1来转印蛾眼结构的物品中容易地得到反射率降低效果等。
作为细孔36的形状,可以举出大致圆锥形状、角锥形状、圆柱形状等。其中,作为细孔36的形状,优选如圆锥形状、角锥形状等那样的与深度方向垂直的方向的细孔截面积从最表面朝着深度方向递减的形状。
细孔36间的平均间隔优选在可见光的波长以下,即在400nm以下。细孔36间的平均间隔优选在20nm以上。
细孔36间的平均间隔是通过电子显微镜观察测定50处相邻的细孔36间的间隔(从细孔36的中心到相邻的细孔36的中心的距离),将它们的值平均而得到的。
关于细孔36的深度,在平均间隔为100nm的情况下,优选为80~500nm, 更优选为120~400nm,特别优选为150~300nm。
细孔36的深度是利用电子显微镜观察以倍率30000倍观察时的、测定细孔36的最底部与存在于细孔36间的凸部的最顶部之间的距离的值。
细孔36的深宽比(细孔的深度/细孔间的平均间隔)优选为0.8~5.0,更优选为1.2~4.0,特别优选为1.5~3.0。
例如,通过将形成于模具1的外周面上的氧化覆膜32按压在树脂成形体的表面,由此能够得到在表面具有包含形状为与形成于氧化覆膜32的细孔36的形状互补的突起的微细凹凸结构的物品。
<作用效果>
在研磨圆柱状的铝基材的外周面整体的情况下,对于使用沿所述铝基材的轴向的长度大于该铝基材的轴向的长度的研磨体,从研磨体的易获得性、研磨体替换的操作性等考虑时,是不现实的。因此,一边使沿所述圆柱状的铝基材的轴向的长度小于圆柱状的铝基材的轴向的长度的研磨体沿轴向移动一边研磨铝基材的外周面整体是现实的。
另一方面,通常在研磨基材的表面整体时,出于不使基材表面的端部附近被过度地研磨、不易使研磨体受损等目的,以使该研磨体不超出基材的表面的方式进行研磨。然而,在研磨圆柱状的铝基材的外周面整体时,以使研磨体不超出该外周面的方式进行研磨时,如前述那样该外周面上的轴向的端部附近的研磨时间与中央部分的研磨时间相比变短,表面粗糙度变得不均一。
与此相对,在前述第一实施方式的模具1的制造方法中,在圆柱状的铝基材10的第一端部10a侧和第二端部10b侧,以研磨体26的至少一部分超出铝基材10的方式,使研磨体26沿轴向移动。因此,能够减小铝基材10的外周面14上的从第一端部10a到第二端部10b的研磨时间之差。由此,铝基材10的外周面14从第一端部10a到第二端部10b被同等程度地研磨,因此,外周面14的表面粗糙度的均一性变得良好。
另外,在第一实施方式的模具1的制造方法中,在铝基材10的第一端部 10a侧和第二端部10b侧使研磨体26的至少一部分超出时,该研磨体26的超出的部分与第一支撑构件18和第二支撑构件20接触而被支撑。由此,能够抑制铝基材10的第一端部10a、第二端部10b因研磨体26而被局部地施加过度的研磨压力。因此,铝基材10的外周面14上的第一端部10a附近和第二端部10b附近被研磨成与轴向的中央部分相同的程度,表面粗糙度的均一性变得良好。
如上所述,根据前述的第一实施方式的模具1的制造方法,圆柱状的铝基材10的外周面14被均匀地研磨,可以得到能够更有效地应用该外周面14的模具1。
另外,与控制研磨体的移动速度使研磨体的接触时间在铝基材的轴向的端部侧变长,从而使铝基材的轴向的研磨时间变得均一的方法相比,本发明的第一实施方式的制造方法不仅控制简便,而且能够进行表面粗糙度的均一性更加良好的研磨。
另外,在利用轴向的长度小于该铝基材的研磨体,使该研磨体一边沿轴向移动一边研磨圆柱状的铝基材的外周面的情况下,在先结束研磨的部分铝基材会变质而产生泛白现象。这尤其在利用酸性的研磨液进行粗研磨的情况下特别显著。推定这种泛白现象的主要原因在于,由于研磨液在铝基材的外周面形成氧化层(氧化铝层)。
另外,铝基材上的泛白的部分与其以外的部分相比,难以利用研磨进行磨削。因此,在铝基材的外周面上一旦产生泛白时,为了去除该泛白部分而进行镜面化需要非常长的时间。
在此情况下,在前述第一实施方式的制造方法中,在研磨铝基材10的外周面14时,在沿轴向移动的研磨体26的前方或者前方与后方这两方清洗铝基材10的外周面14而去除研磨液。由此,因铝基材10的外周面14上的未被研磨体26研磨的部分与研磨液接触的时间变短,能够抑制因研磨液而发生变质。如此,通过至少在研磨体26的后方的清洗而去除研磨液,能够抑制在研磨后的铝基材10的外周面14上因研磨液而产生泛白现象等变质。因此,能够以高生产率来制造模具。
需要说明的是,本发明的第一实施方式的模具的制造方法不限定于前述模具1的制造方法。
例如,工序(I)中,也可以不使研磨体26沿铝基材10的轴向往返。例如,如图8所示,也可以是如下方法:从使研磨体26的至少一部分超出第一支撑构件18侧的状态到使研磨体26的至少一部分超出第二支撑构件20侧,以这种方式使研磨体26沿铝基材10的轴向朝着第二支撑构件20侧仅移动1次。图8中,在与图3相同的部分附上相同符号并省略说明。
另外,只要是不有损本发明的效果的范围,也可以使设置于铝基材的轴向的端部侧的支撑构件与铝基材分开。例如,如图9所示,只要是使超出铝基材10的第一端部10a侧的研磨体26的至少一部分配置于第一支撑构件18上并且与第一支撑构件18的外周面18a接触而被支撑的范围,也可以使第一支撑构件18与铝基材10分开。图9中,在与图3相同的部分附上相同符号并省略说明。
本发明中,优选设置于铝基材的轴向的端部侧的支撑构件与铝基材邻接。
另外,本发明不限定于将支撑构件制成圆柱状并且使该支撑构件的外周面与铝基材的外周面一起研磨的方案。
例如,如图10所例示的那样,也可以是如下方案:在铝基材10的第一端部10a侧的、比旋转轴16靠近研磨体26的一侧设置与旋转轴16独立的不旋转的第一支撑构件18A。图10中,在与图3相同的部分附上相同符号并省略说明。
关于第一支撑构件18A,与研磨体26接触的表面18b的形状为与铝基材10的外周面14相同的曲面形状,并且能够支撑超出铝基材10的第一端部10a的研磨体26。即,将第一支撑构件18A的要配置研磨体26的部分的表面18b相对于铝基材10的轴向沿垂直方向切断的形状为圆弧状,所述圆弧状构成直径为与铝基材10的外径大致相同或其以下的圆周的一部分。另外,第一支撑构件18A的位置被固定而不随旋转轴16旋转,因此,即使与超出铝基材10的研磨体26接触也不被研磨。
第一支撑构件18A的要配置研磨体26的部分的外形优选构成外径为铝基材10的外径的0.97倍以上且1倍以下的圆柱状的一部分的形状,更优选构成外径为铝基材10的外径的0.99倍以上1倍以下的圆柱状的一部分的形状。
另外,本发明的第一实施方式的模具的制造方法不限定于在铝基材的轴向的两方的端部侧分别设置支撑构件并在该两方的端部侧使研磨体的至少一部分超出铝基材的方案。
例如,本发明的第一实施方式的模具的制造方法也可以是如下方法:仅在铝基材的轴向的一方的端部侧设置支撑构件,并且仅在该端部侧以使研磨体的至少一部分超出铝基材的方式使该研磨体移动。在此情况下,使研磨体超出的端部侧与轴向的中央部分的研磨时间之差也变小,因此与完全不使研磨体超出铝基材的外周面的情况相比,铝基材的外周面的表面粗糙度的均一性提高。
本发明的第一实施方式中,从铝基材的外周面的表面粗糙度变得更加均一、更有效地应用该外周面的方面出发,优选如下方法:在铝基材的轴向的两方的端部侧分别设置支撑构件,在该两方的端部侧使研磨体的至少一部分超出铝基材。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法中,例如,在作为研磨体而使用将SiC粉末嵌入耐久纸的研磨纸、将金刚石粉末嵌入金属中的研磨盘等情况等下,也可以是在铝基材的外周面与研磨体的接触部分不供给研磨液的方法。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法中,只要使研磨体相对于铝基材的外周面沿轴向相对地移动即可,对于使研磨体沿轴向移动的方式不作限定。例如,也可以在固定研磨体的位置的状态下,使铝基材沿其轴向移动,由此使研磨体相对于铝基材的外周面沿轴向相对地移动。另外,也可以使铝基材与研磨体这两者沿轴向移动,由此使研磨体相对于铝基材的外周面沿轴向相对地移动。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法可以是在沿轴向移动的研磨体 的前方与后方这两方清洗铝基材的外周面的方法,或者在研磨体的后方清洗铝基材的外周面而在研磨体的前方不清洗铝基材的外周面的方法。在铝基材上的研磨体的后方的经过研磨的部分一定附着有研磨液,与此相对,在研磨体的前方的研磨前的部分未必附着研磨液。另外,即使在要供给到铝基材的外周面上的与研磨体的接触部分的研磨液意外地附着到研磨体的前方的情况下,附着该研磨液的部分大体上距前述接触部分不太远。因此,即使在铝基材的外周面上的研磨体的前方附着研磨液,若研磨体移动到该附着部分的时间短,则因该研磨液的变质的影响小。如此,因研磨液的泛白等变质尤其在研磨体的后方影响大,因此至少在研磨体的后方进行清洗时,能够充分地抑制铝基材的变质。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法也可以是在沿轴向移动的研磨体的前方与后方这两方不清洗铝基材的外周面的方法。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法中,如图16所示,也可以替代第一清洗装置31和第二清洗装置33,使用沿铝基材10的轴向等间隔地配置的多个清洗装置39,随着研磨体26的沿轴向的移动,从各个清洗装置39依次供给清洗液,从而在研磨体26的后方或者在研磨体26的前方和后方进行清洗。
各个清洗装置39具有用于输送清洗液的配管39a和设置于配管39a的前端的喷嘴39b。另外,各个清洗装置39的位置被固定。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法也可以是在铝基材的外周面上的研磨体的轴向的两侧不喷射气体的方法。
另外,本发明的第一实施方式的制造方法中,清洗铝基材的外周面的方法不限定于利用清洗液来清洗的方法。例如,清洗铝基材的外周面的方法也可以是利用海绵体等将研磨液从铝基材的外周面去除的方法。
(第二实施方式)
本发明的第二实施方式的模具的制造方法是在圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的模具的制造方法。
以下,对用于本发明的第二实施方式的模具的制造方法的研磨装置的一 个例子进行说明。
<研磨装置>
本实施方式的研磨装置2如图17和图18所示,具有研磨体26、擦动装置15、研磨液供给装置30、第一清洗装置31、第二清洗装置33、第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37。
研磨体26与第一实施方式中说明的研磨体相同。研磨体26的沿铝基材10的轴向的长度L2(图18)小于铝基材10的轴向的长度L1(图18)。另外,该例子的研磨体26为带状,但研磨体26不限定于带状。
擦动装置15是使铝基材10与研磨体26擦动的装置。即,在使研磨体26抵接在铝基材10的外周面14上的状态下,以使它们互相摩擦的方式动作的装置。
该例子的擦动装置15具有用于设置铝基材10的旋转轴16、使旋转轴16绕轴旋转的轴驱动部(未图示)、用于输送带状的研磨体26的输送辊28和用于驱动输送辊28的辊驱动部(未图示)。利用轴驱动部使旋转轴16绕轴旋转,由此能够使铝基材10绕轴旋转。另外,利用辊驱动部驱动输送辊28,由此能够一边将研磨体26推压到铝基材10的外周面14上,一边将研磨体26沿其长度方向输送。
该例子的擦动装置15中,在铝基材10的外周面14与研磨体26接触的接触部分27,以使铝基材10的旋转方向与输送研磨体26的方向成为反向的方式动作,使它们互相摩擦。
需要说明的是,擦动装置15不限定于该方案。例如,也可以是如下的擦动装置:不设置输送辊和辊驱动部,不输送研磨体26,仅使铝基材10绕轴旋转,由此使铝基材10与研磨体26擦动。
另外,研磨装置2中,利用移动装置(未图示)能够使研磨体26与铝基材10沿铝基材10的轴向彼此相对地移动。移动装置在从铝基材10的第一端部10a到第二端部10b将研磨体26推压到铝基材10的外周面14上的状态下,使铝基材10与研磨体26沿铝基材10的轴向相对地移动。
如此,使研磨体26相对于铝基材10沿轴向移动,由此能够用研磨体26研磨铝基材10的外周面14整体。
前述移动装置可以是仅移动研磨体26而使研磨体26与铝基材10沿轴向相对地移动的装置,或者是仅移动铝基材10而使研磨体26与铝基材10沿轴向相对地移动的装置,或者移动研磨体26与铝基材10这两者而使研磨体26与铝基材10沿轴向相对地移动的装置。
研磨液供给装置30是向铝基材10的外周面14上的与研磨体26的接触部分27、即铝基材10的外周面14上的研磨体26抵接的部分供给研磨液的装置。
研磨液供给装置30例如具有用于输送研磨液的配管30a和设置于配管30a的前端的喷嘴30b。研磨液供给装置30被配置成向铝基材10的外周面14上的与研磨体26的接触部分27供给研磨液,并且能够追随铝基材10与研磨体26的相对移动而进行相对移动。
研磨液供给装置30只要是能够向铝基材10的外周面14上的与研磨体26的接触部分27供给研磨液的装置,就不限定于前述的方案。
第一清洗装置31是在沿轴向移动的研磨体26的后方清洗铝基材10的外周面14来去除研磨液的装置。研磨装置2中,能够利用第一清洗装置31清洗铝基材10的外周面14上的研磨体26通过的部分、即结束研磨的部分来去除研磨液。
从研磨液的去除效率高的方面出发,第一清洗装置31优选是如该例子那样向铝基材10的外周面14供给清洗液来去除研磨液的装置。
具体而言,第一清洗装置31具有用于输送清洗液的配管31a和设置于配管31a的前端的喷嘴31b。第一清洗装置31被配置成向铝基材10的外周面14上的、沿轴向移动的研磨体26的后方供给清洗液。另外,第一清洗装置31追随铝基材10与研磨体26的相对移动而沿铝基材10的轴向进行相对移动。
第二清洗装置33是在沿轴向移动的研磨体26的前方清洗铝基材10的外周面14来去除研磨液的装置。研磨装置2中,利用第二清洗装置33清洗铝基材10的外周面14上的被研磨体26研磨之前的部分,从而能够去除意外地附着 在该部分上的研磨液。
出于与第一清洗装置31同样的理由,第二清洗装置33优选是如该例子那样向铝基材10的外周面14供给清洗液而将研磨液去除的装置。
具体而言,第二清洗装置33具有用于输送清洗液的配管33a和设置于配管33a的前端的喷嘴33b。第二清洗装置33被配置成向铝基材10的外周面14上的、沿轴向移动的研磨体26的前方供给清洗液。另外,第二清洗装置33在研磨体26的前方随着铝基材10与研磨体26的相对移动而沿铝基材10的轴向相对移动。
第一气体喷出装置35是在沿轴向移动的研磨体26的后方向铝基材10的外周面14上的、在与研磨体26的接触部分27和从第一清洗装置31供给清洗液的部分之间喷出气体的装置。研磨装置2中,利用第一气体喷出装置35在沿轴向移动的研磨体26的后方向铝基材10的外周面14喷射气体,由此能够抑制供给到铝基材10与研磨体26的接触部分27上的研磨液流出到接触部分27的后方。
另外,该例子的第一气体喷出装置35以将铝基材10的外周面14上的、与研磨体26的接触部分27和从第一清洗装置31供给清洗液的部分之间隔断的方式帘状地喷射气体。由此,能够抑制研磨时供给到接触部分27上的研磨液中混入清洗液,并且能够更稳定地抑制研磨液的组成改变。
第二气体喷出装置37是在沿轴向移动的研磨体26的前方向铝基材10的外周面14上的、在与研磨体26的接触部分27和从第二清洗装置33供给清洗液的部分之间喷出气体的装置。研磨装置2中,利用第二气体喷出装置37在沿轴向移动的研磨体26的前方向铝基材10的外周面14喷射气体,由此能够抑制供给到铝基材10与研磨体26的接触部分27的研磨液流出到接触部分27的前方。
另外,该例子的第二气体喷出装置37与第一气体喷出装置35同样地以将铝基材10的外周面14上的、与研磨体26的接触部分27和从第二清洗装置33供给清洗液的部分之间隔断的方式帘状地喷射气体。由此,能够抑制研磨时供 给到接触部分27上的研磨液中混入清洗液,并且能够更稳定地抑制研磨液的组成改变。
下面,对研磨装置2的作用进行说明。
研磨装置2中,将作为研磨对象的铝基材10设置于擦动装置15的旋转轴16上,并利用轴驱动部使旋转轴16绕轴旋转。由此,铝基材10绕轴旋转。另外,利用擦动装置15的辊驱动部来驱动输送辊28,将研磨体26沿其长度方向输送。此时,在铝基材10的外周面14与研磨体26的接触部分27使铝基材10的旋转方向与输送研磨体26的方向成为反向,以这种方式输送研磨体26。由此,铝基材10的外周面14与研磨体26在接触部分27相互摩擦。在接触部分27由研磨液供给装置30供给研磨液。由此,利用研磨液并通过研磨体26来研磨铝基材10的外周面14。
研磨装置2中,研磨从铝基材10的第一端部10a开始,利用移动装置使研磨体26从铝基材10的第一端部10a到第二端部10b沿铝基材10的轴向相对地移动。由此,铝基材10的外周面14整体被研磨体26研磨。
另外,研磨装置2中,利用第一清洗装置31清洗铝基材10的外周面14上的结束研磨的部分,从而去除研磨液。由此,研磨后研磨液不长时间地残留在铝基材10的外周面14上,因此能够抑制因该研磨液而使铝基材10变质。
另外,在铝基材10的外周面14上的研磨体26的更前方,存在要供给到铝基材10与研磨体26的接触部分27上的研磨液意外地附着的可能性。然而,研磨装置2中,利用第二清洗装置33来清洗铝基材10的外周面14的研磨体26的更前方部分,因此即使研磨液意外地附着在该部分上也能够去除该研磨液。因此,能够更稳定地抑制研磨液引起的铝基材10的变质。
另外,研磨装置2中,利用第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37向铝基材10的外周面14上的研磨体26的前后喷射气体。由此,能够抑制研磨液流出到铝基材10的外周面14上的与研磨体26的接触部分27以外的部分,因此能够更稳定地抑制研磨液引起的铝基材10的变质。另外,利用气体的喷射还能够抑制清洗液混入研磨液中,因此研磨液的组成不易改变,能够更稳定 地进行研磨。
以上说明的研磨装置2中,利用清洗装置清洗并去除圆柱状的铝基材的外周面上的研磨液,由此使研磨液不长时间地残留在铝基材的外周面上。因此,能够抑制因该研磨液使铝基材的外周面变质。
需要说明的是,用于本发明的第二实施方式的制造方法的研磨装置不限定于前述的研磨装置2。
例如,用于本发明的第二实施方式的制造方法的研磨装置也可以是不具有第二清洗装置33而在沿轴向移动的研磨体的前方不清洗基材的外周面的装置。在基材上的研磨体的前方的研磨前的部分上未必附着研磨液。另外,即使在研磨体的前方意外地附着的情况下,附着该研磨液的部分大体上距前述接触部分不太远,该部分能够在较短时间内被研磨。因此,与残留在研磨体的后方的研磨液引起的不良影响相比,在研磨体的前方意外地附着的研磨液引起的泛白等变质的不良影响不易产生,即使不具有第二清洗装置33也能够充分地抑制基材的变质。
另外,用于本发明的第二实施方式的制造方法的研磨装置不限定于第一清洗装置31、第二清洗装置32与研磨体26一起沿轴向移动的方案。例如,也可以是图19中例示的研磨装置3。在图19上的与图18相同的部分附上相同符号并省略说明。
关于研磨装置3,除了在从铝基材10的第一端部10a到第二端部10b的范围内沿轴向以等间隔配置多个清洗装置39来替代第一清洗装置31和第二清洗装置33以外,其与研磨装置2为同样的方案。
各个清洗装置39具有用于输送清洗液的配管39a和设置于配管39a的前端的喷嘴39b,位置被固定。
研磨装置2中,随着研磨体26的沿轴向的移动,从各个清洗装置39依次供给清洗液,在研磨体26的后方或者在研磨体26的前方和后方进行清洗从而去除研磨液。
另外,用于本发明的第二实施方式的制造方法的研磨装置也可以是不具 有第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37中的一者或两者的装置。
另外,用于本发明的第二实施方式的制造方法的研磨装置不限定于具有向铝基材的外周面供给清洗液的清洗装置的研磨装置。例如,清洗装置也可以是具备用于将研磨液从铝基材的外周面擦掉并去除的海绵体等的研磨装置。
另外,用于本发明的第二实施方式的制造方法的研磨装置也可以是使研磨体沿圆柱状的铝基材的轴向进行往返运动而进行研磨的研磨装置。
另外,研磨装置2、3中,也可以通过在铝基材10的中心轴向端部安装具有与铝基材10大致相同直径的支撑构件,从而能够用于前述的第一实施方式的制造方法。在此情况下,还可以设置用于去除残留在支撑构件的表面上的聚集磨粒的残留磨粒去除装置。
<模具的制造方法>
下面,作为本发明的第二实施方式的模具的制造方法的一个例子,对使用研磨装置2的制造方法进行说明。本实施方式的模具的制造方法具有下述工序(I)和工序(II)。
(I)如图1和图2所示,一边使研磨体26与绕轴旋转的铝基材10沿轴向相对地移动,一边用研磨体26研磨铝基材10的外周面14。
(II)工序(I)之后,利用阳极氧化在铝基材10的外周面14上形成具有多个细孔的氧化覆膜。
[工序(I)]
该例子的工序(I)中,一边使铝基材10绕轴旋转并将研磨体26推压到该铝基材10的外周面14上进行摩擦,一边使研磨体26从第一端部10a到第二端部10b沿轴向移动,从而研磨铝基材10的外周面14整体。此时,从研磨液供给装置30向铝基材10的外周面14上的与研磨体26的接触部分27供给化学机械研磨用研磨液。
沿铝基材10的轴向的研磨体26的移动速度可以恒定也可以改变。
作为化学机械研磨用研磨液,从研磨效率方面出发,分别地在铝基材10 的外周面14通过机械加工而成为粗糙的表面状态的情况下优选酸性的CMP浆料,在精加工成镜面的情况下优选碱性的CMP浆料。
在沿轴向移动的研磨体26的后方,从第一清洗装置31供给清洗液来清洗铝基材10的外周面14,从而去除研磨液。
本发明的第二实施方式的制造方法中,出于与第一实施方式中的清洗研磨液的情况同样的理由,研磨体26的后方的铝基材10的外周面14的清洗优选在研磨体26通过之后立即进行。即,优选立即清洗铝基材10的外周面14上的被研磨体26研磨了的部分,从而从该部分去除研磨液。
另外,更优选一边在研磨体26的后方连续地清洗铝基材10的外周面14一边使研磨体26沿轴向移动。该例子中,优选使第一清洗装置31紧跟研磨体26,向铝基材10的外周面14上的研磨体26通过的部分连续地供给清洗液来进行清洗。
该例子中,在沿轴向移动的研磨体26的前方也从第二清洗装置33供给清洗液来清洗铝基材10的外周面14,从而去除研磨液。如此,通过在研磨体26的前方也清洗铝基材10的外周面14,由此能够抑制在利用研磨体26的研磨之前意外地附着的研磨液引起的铝基材10的外周面14变质。
本发明的第二实施方式的制造方法中,研磨体26的前方的铝基材10的外周面14的清洗优选在尽可能靠近铝基材10与研磨体26的接触部分27的位置进行。由此,能够更稳定地抑制铝基材10的外周面14上的研磨前的部分因研磨液而发生变质。
另外,出于与第一实施方式中的清洗研磨液的情况同样的理由,更优选一边在研磨体26的前方连续地清洗铝基材10的外周面14,一边使研磨体26沿轴向移动。该例子中,优选使第二清洗装置33在研磨体26的前方沿轴向移动,从而向铝基材10的外周面14上的研磨体26的前方的部分连续地供给清洗液来进行清洗。
作为清洗液,可以举出与第一实施方式中举出的清洗液相同的清洗液,优选的方案也相同。
另外,该例子中,与第一实施方式中的清洗研磨液的情况同样地,利用第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37在研磨体26的两侧向铝基材10的外周面14喷射气体,从而抑制已供给的研磨液流出到接触部分27以外的部分。另外,从第一气体喷出装置35和第二气体喷出装置37以将铝基材10的外周面14上的接触部分27与其以外的部分隔断的方式帘状地喷射气体,由此还能够抑制清洗液进入接触部分27。
作为向铝基材10的外周面14上的研磨体26的两侧喷射的气体,可以举出在第一实施方式中举出的气体,优选的方案也相同。
第二实施方式的模具的制造方法与第一实施方式中的清洗研磨液的情况同样地,在使研磨体26从铝基材10上的第一端部10a到第二端部10b沿轴向单向地移动的方案中是特别有效的。需要说明的是,也可以在铝基材10的外周面14上使研磨体26沿轴向往返。在此情况下,使研磨体26往返的次数根据目标表面粗糙度等条件而适宜地设定即可,可以是1次,也可以是2次以上。
另外,对工序(I)中的研磨的种类没有特别限定。例如,可以是第一实施方式中举出的粗研磨也可以是精加工研磨,也可以是这两者。酸性的研磨液容易使铝基材变质,因此本发明的第二实施方式的制造方法对进行使用酸性的研磨液的粗研磨的情况而言是特别有效的。
本发明的第二实施方式的制造方法中,优选工序(I)中研磨后的铝基材10的外周面14被镜面化。
需要说明的是,本发明的第二实施方式的制造方法中,例如在用酸性的研磨液进行粗研磨之后用碱性的研磨液进行精加工研磨的情况下,只要是不有损本发明的效果的范围,也可以在前述粗研磨中如前述那样一边清洗一边进行研磨,而在精加工研磨中不进行清洗而进行研磨。
本发明的第二实施方式的制造方法中,在工序(I)之后在外周面14上残留有微细的研磨划痕(擦痕)的情况下,优选在工序(I)和工序(II)之间进行第一实施方式中说明的工序(I’)。
<工序(II)>
本发明的第二实施方式的制造方法中的工序(II)与第一实施方式中的工序(II)同样地进行。
<作用效果>
以上说明的本发明的第二实施方式的制造方法中,与前述第一实施方式中的清洗研磨液的情况同样地能够抑制研磨后的铝基材10的外周面14上产生研磨液引起的泛白现象等变质。因此,能够以高生产率制造模具。
需要说明的是,本发明的第二实施方式的制造方法不限定于前述的制造方法。
例如,本发明的第二实施方式的制造方法也可以是在沿轴向移动的研磨体的前方不清洗铝基材的外周面的方法。
另外,本发明的第二实施方式的制造方法也可以是使用研磨装置3的方法。该方法中,随着研磨体26的沿轴向的移动,从各个清洗装置39依次供给清洗液,在研磨体26的后方或者在研磨体26的前方和后方进行清洗。
另外,本发明的第二实施方式的制造方法也可以是在铝基材的外周面上的研磨体的轴向的两侧不喷射气体的方法。
另外,本发明的第二实施方式的制造方法中,清洗铝基材的外周面的方法不限定于利用清洗液进行清洗的方法。例如,清洗铝基材的外周面的方法也可是利用海绵体等将研磨液从铝基材表面去除的方法。
另外,本发明的第二实施方式的制造方法可以使研磨体相对于固定的铝基材的外周面沿轴向移动,也可以在将研磨体的位置固定的状态下使铝基材沿其轴向移动,也可以使铝基材和研磨体这两者沿轴向移动。
[纳米压印用再生模具的制造方法]
以下,对根据本发明的一实施方式的纳米压印用再生模具的制造方法的一个例子进行说明。本实施方式的纳米压印用再生模具的制造方法具有研磨工序和氧化覆膜形成工序。
(研磨工序)
研磨工序是对使用完的纳米压印用模具(以下,也称为“使用完的模 具”。)的表面进行研磨的工序。
需要说明的是,使用完的模具是指,由于反复使用模具而在模具表面堆积固化性树脂组合物或者在模具表面产生划痕或者微细凹凸结构变形等,从而不能转印规定的微细凹凸结构的模具;模具表面的划痕成为花纹而被转印或者不能得到所期望的性能的转印物的模具。
使用完的模具在铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜、即具有周期为可见光的波长以下的微细凹凸结构的氧化覆膜。对使用完的模具的形状没有特别限制,可以举出圆柱状(还包括圆管状(圆筒状))、平板状、片状等。
研磨工序中,进行研磨直至至少去除氧化覆膜。另外,对于在使用完的模具的表面产生划痕的情况,进行研磨直至去除该划痕。利用研磨去除氧化覆膜、划痕时,回到作为使用完的模具的材料使用的铝基材的状态。
作为研磨使用完的模具的表面的方法,只要能够去除氧化覆膜、划痕,就没有特别限制,但优选机械研磨。尤其,优选以逐步地降低研磨速率的方式对使用完的模具的表面多次进行机械研磨。在对使用完的模具的表面多次研磨的情况下,利用研磨速率高的研磨去除氧化覆膜、划痕,利用研磨速率低的研磨对研磨表面进行精加工。
以逐步地降低研磨速率的方式进行研磨时,与仅用研磨速率高的研磨来研磨使用完的模具的表面的情况相比,能够得到研磨表面被进一步镜面化的铝基材。需要说明的是,仅用研磨速率低的研磨来研磨使用完的模具的表面也能够得到研磨表面被进一步镜面化的铝基材,但研磨花费时间。以逐步地降低研磨速率的方式进行研磨时,能够在短时间内得到研磨表面被进一步镜面化的铝基材。
作为研磨速率高的研磨方法,可以举出带研磨等固定磨粒研磨。另外,在用化学机械研磨(CMP研磨)等游离磨粒研磨进行研磨速率高的研磨的情况下,使用平均粒径大的磨粒即可。具体而言,优选使用平均粒径为0.5μm以上的磨粒,更优选为1μm以上,进一步优选为3μm以上。作为磨粒,适用 Al2O3等。
通过使用动态光散射法粒径分布测定装置、激光衍射式粒径分布测定装置测定将磨粒分散在水等溶剂中的浆料而能够测定磨粒的平均粒径。另外,也可以用SEM、TEM等电子显微镜直接观察磨粒来进行测定。
作为研磨速率低的研磨方法,可以举出CMP研磨等游离磨粒研磨。存在使用平均粒径越小的磨粒则研磨速率越低的倾向。具体而言,优选使用平均粒径小于1μm的磨粒,更优选为小于0.5μm,进一步优选为0.1μm以下。作为磨粒,适用SiO2等。
研磨工序中,优选对使用完的模具的表面用研磨速率高的研磨方法进行研磨之后,用研磨速率低的研磨方法进行研磨。尤其,优选将使用完的模具的表面以研磨速率高的研磨方法进行固定磨粒研磨之后,以研磨速率低的研磨方法进行CMP研磨。此处的CMP研磨优选更换磨粒而进行2次以上。
在固定磨粒研磨之后进行2次以上的CMP研磨的情况下,本发明中,将固定磨粒研磨称为“前处理研磨”,将第一次的CMP研磨称为“粗研磨”,将第二次及其以后的CMP研磨称为“精加工研磨”。
另外,在CMP研磨中进行研磨速率高的研磨方法和研磨速率低的研磨方法这两者的情况下,研磨工序中需要进行至少2次CMP研磨。在此情况下,CMP研磨优选更换磨粒而进行3次以上。
在CMP研磨中进行研磨速率高的研磨方法和研磨速率低的研磨方法这两者并进行3次以上的CMP研磨的情况下,本发明中将第一次CMP研磨称为“前处理研磨”,将第二次CMP研磨称为“粗研磨”,将第三次及其以后的CMP研磨称为“精加工研磨”。
在进行2次以上CMP研磨的情况下,优选以磨粒的平均粒径随着次数增加而变小的方式更换磨粒。
对利用固定磨粒研磨、CMP研磨对使用完的模具的表面进行研磨的方法没有特别限制,可以采用公知的方法。另外,也可以使用公知的研磨装置。
此处,关于利用CMP研磨对使用完的模具的表面进行研磨的方法,在具 有圆柱状的铝基材的使用完的模具的情况下,可以使用如上述第一实施方式和第二实施方式的工序(I)、工序(I’)那样的方法。
为了确认从使用完的模具的表面去除了氧化覆膜、划痕,使用电子显微镜确认即可。例如,将对使用完的模具的表面进行研磨而得到的铝基材的纵截面或表面进行1分钟的铂蒸镀,使用场发射扫描电子显微镜来观察截面或表面,并确认有无氧化覆膜、划痕。
需要说明的是,研磨工序也可以用机械研磨以外的方法(其它的处理方法)进行,也可以组合使用机械研磨和其它的处理方法。但是,在切削加工、研削加工等使用刀具的机械加工的情况下,如上述那样,在表面形成加工变质层或者残留切削条纹等机械加工的痕迹。因此,需要去除加工变质层、机械加工的痕迹,在进行阳极氧化之前耗费工夫、时间,涉及成本的增加。因此,本发明中不进行机械加工。
适合作为其它的处理方法的方法有蚀刻、电解研磨、化学研磨等。
在组合使用机械研磨和其它的处理方法的情况下,对其顺序没有限制,但优选用其它的处理方法对使用完的模具的表面进行某种程度处理之后,进行机械研磨。在其它的处理方法之后进行机械研磨时,能够得到使研磨工序后的铝基材的表面进一步镜面化的状态。
然而,考虑去除时间、操作性时,研磨工序优选仅用机械研磨进行。
(氧化覆膜形成工序)
氧化覆膜形成工序与第一实施方式的工序(II)同样地进行。
(作用效果)
如上述那样,反复使用模具时,树脂堆积在模具表面,或者在模具表面产生划痕,或者微细凹凸结构变形,从而模具达到寿命。
然而,若是本发明的纳米压印用再生模具的制造方法,则通过在研磨工序中研磨使用完的模具的表面而去除氧化覆膜,由此不仅能够去除堆积在模具表面上的树脂,而且能够去除微细凹凸结构其自身。另外,在模具表面产生划痕的情况下,该划痕也能够被研磨去除。如此,研磨工序中,通过研磨 使用完的模具的表面,由此回到模具的材料、即原来的铝基材的状态。将该铝基材阳极氧化,从而再次形成具有周期为可见光的波长以下的微细凹凸结构的氧化覆膜,因此能够重复利用使用完的模具来制造纳米压印用模具。
而且,在本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,利用研磨来去除氧化覆膜、划痕而不是通过切削加工等机械加工来去除,因此不存在在铝基材的表面形成导致雾度上升的加工变质层、机械加工的痕迹的隐忧。因此,由于节省去除加工变质层、机械加工的痕迹的工夫,从而能够削减成本。而且,铝基材的表面不形成加工变质层,因此进行阳极氧化时,能够再次形成细孔均匀地分布的氧化覆膜。
如此,若根据本发明的纳米压印用再生模具的制造方法,能够重复利用使用完的模具而形成细孔均匀地分布的氧化覆膜,能够以低成本制造可以得到雾度低的物品的纳米压印用再生模具。
(其它的实施方式)
本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,研磨工序也可以具有以下说明的氧化覆膜去除处理、树脂去除工序。
<氧化覆膜去除处理>
氧化覆膜去除处理是在研磨工序中将使用完的模具的表面的氧化覆膜化学去除的处理。
形成于模具的表面的氧化覆膜在多数情况下比用于模具的基材的铝材料硬度高。想要通过研磨去除这样硬质的氧化覆膜,存在加工时间延长的情况。因此,若事前将氧化覆膜化学去除,则在研磨工序中能够缩短去除氧化覆膜的研磨时间。本发明的纳米压印用再生模具的制造方法中,在研磨工序中,优选将氧化覆膜化学去除之后,对铝基材进行化学机械研磨。
作为将氧化覆膜化学去除的方法,优选使用不易溶解模具的铝基材且选择性地仅溶解氧化覆膜的溶液,将氧化覆膜溶解去除的方法。作为这样的溶液,优选铬酸和磷酸的混合溶液。
模具通常可以将去除了由镜面化和切削加工产生的表面的加工变质层 的状态下的铝基材阳极氧化来进行制造。因此,若去除使用完的模具的表面的氧化覆膜,则还能够将去除后的表面阳极氧化从而再次形成具有微细凹凸结构的氧化覆膜。
然而,将氧化覆膜化学去除时,去除后的模具的表面(即,铝基材的表面)也被稍微溶解,表面状态变差。另外,在使用完的模具的表面产生划痕的情况下,在氧化覆膜去除工序中不能充分地去除该划痕。
因此,在氧化覆膜去除工序之后进行上述研磨工序。通过在氧化覆膜去除工序之后进行研磨工序,在氧化覆膜去除工序中残留有未彻底去除的氧化覆膜的情况下,能够将该氧化覆膜在研磨工序中去除。另外,在使用完的模具的表面产生划痕的情况下,还能够去除该划痕。进而,在氧化覆膜去除工序后的模具的表面状态变差的情况下,能够使该表面平滑。
另外,氧化覆膜比用于铝基材的铝材料硬。因此,在利用轴向的长度小于该铝基材的研磨体一边使该研磨体沿轴向移动一边研磨表面形成有氧化覆膜的圆柱状的铝基材的外周面的情况下,多数情况需要更长时间的研磨。即,存在用于研磨的酸性或碱性的研磨液与模具的接触时间延长的倾向。因此,本发明人等发现,想要利用研磨将氧化覆膜从表面形成有氧化覆膜的模具去除时,存在铝基材容易变质而产生泛白现象的倾向。
铝基材上的泛白的部分与其以外的部分相比,难以通过研磨被磨削。因此,若在铝基材的外周面一旦产生泛白,则用于去除该泛白部分而进行镜面化需要长时间。其结果,不仅用于去除硬质的氧化覆膜需要时间,而且去除泛白部分也需要长时间,因此再生模具的制造需要非常长的时间。
与此相对,在进行化学去除氧化覆膜的方法之后,利用化学机械研磨等研磨铝基材表面,由此能够缩短用研磨去除硬质的氧化覆膜的时间。因此,能够抑制研磨后的铝基材的外周面上产生研磨液引起的泛白现象等变质。其结果,能够以高生产率制造纳米压印用再生模具。
<树脂去除工序>
树脂去除工序是在氧化覆膜去除工序之前,将附着(堆积)在使用完的 模具的表面的树脂(光固化性树脂等)去除的工序。
在使用完的模具表面堆积有树脂的情况下,在氧化覆膜去除工序中不能充分地去除树脂。另外,树脂也会妨碍氧化覆膜去除工序中的氧化覆膜的化学去除。若事前将树脂去除,则在氧化覆膜去除工序中能够容易地且在短时间内去除氧化覆膜。
作为去除树脂的方法,优选使用不易溶解模具的铝基材且选择性地仅溶解树脂的溶液来清洗去除树脂的方法。这样的溶液可以根据树脂的种类来决定,例如可以举出丙酮、乙醇等溶剂。
需要说明的是,即使在本发明的纳米压印用再生模具的制造方法不具有氧化覆膜去除工序的情况下,也可以在研磨工序之前去除附着在使用完的模具的表面的树脂。
在研磨工序中也可以去除树脂,但若事前将树脂去除,则在研磨工序中能够缩短去除氧化覆膜的研磨时间。
实施例
下面,通过实施例对本发明详细地说明,但本发明不因以下记载而受限定。
[表面粗糙度]
用东京精密株式会社制造的表面粗糙度形状测定仪SURFCOM1500DX并根据JIS B0601:1994的标准测定各例子中的铝基材的外周面上的算术平均粗糙度Ra。
另外,用东京精密株式会社制造的表面粗糙度形状测定仪SURFCOM1500DX并根据JIS B 0601:1994中规定的方法测定各例子中得到的复制品的外周面上的算术平均粗糙度Ra。测定位置设定为从距铝基材10的第一端部10a 10mm的位置起每隔10mm直至70mm。
[实施例1]
如图1~4所示,在圆柱状的铝基材10的第一端部10a侧和第二端部10b侧分别设置第一支撑构件18和第二支撑构件20,利用研磨装置12研磨铝基材10 的外周面14整体。
作为铝基材10,使用铝的纯度为99.99%且轴向的长度L1为700mm的圆柱状的铝基材。另外,作为研磨体26,使用沿铝基材10的轴向的长度L2为100mm的研磨垫(聚酯制无纺布、发泡聚氨酯制绒面革)。作为第一支撑构件18和第二支撑构件20,使用沿铝基材10的轴向的长度为100mm的、与铝基材10相同材质的圆柱状的套筒。铝基材10的外径D、第一支撑构件18的外径d1和第二支撑构件20的外径d2相同。作为研磨浆料,使用包含平均粒径0.1μm的SiO2颗粒的浆料。
将沿轴向的移动速度设定为20cm/分钟而使研磨体26往返以研磨铝基材10的外周面14整体。另外,在铝基材10的外周面14上的研磨体26通过的部分上,一边用纯水清洗去除研磨浆料一边进行研磨。另外,在铝基材10的第一端部10a侧和第二端部10b侧,将使研磨体26超出的部分的轴向的长度分别设定为70mm(L3/L2=L4/L2=0.7)。
研磨结束后,在铝基材10的外周面14上涂覆光固化性树脂,照射紫外线,由此形成固化树脂层,制作模具的复制品。作为光固化性树脂组合物,使用下述表1的组成的树脂组合物。
[表1]
[比较例1]
不设置第一支撑构件18和第二支撑构件20,在从铝基材10的第一端部 10a到第二端部10b的范围内以不使研磨体26超出的方式进行研磨,除此以外,与实施例1同样地进行研磨,制作模具的复制品。
将实施例1和比较例1上的表面粗糙度的测定结果示于图12。
如图12所示,与以研磨体26不超出铝基材10的方式进行研磨的比较例1相比,以使研磨体26的一部分超出铝基材10的第一端部10a侧和第二端部10b侧的方式进行研磨的实施例1的端部附近的表面粗糙度变得均一。
[参考例1]
与实施例1同样地进行铝基材的研磨,结果在铝基材的外周面产生微细的研磨划痕。为了去除该研磨划痕,在与实施例1同样的研磨条件下,继续进行铝基材的研磨。反复进行3次与实施例1同样的研磨,结果能够得到不仅在外周面没有研磨划痕而且端部附近的表面粗糙度也变得均一的铝基材。
[参考例2]
与实施例1同样地进行铝基材的研磨,结果在铝基材的外周面产生微细的研磨划痕。为了去除该研磨划痕,以研磨体26不超出铝基材10的方式进一步进行研磨。不使研磨体26越出的条件以外的研磨条件与实施例1相同。继续进行铝基材的研磨,结果在进行1次与实施例1同样的研磨时,能够得到不仅在外周面没有研磨划痕而且端部附近的表面粗糙度也变得均一的铝基材。
由参考例1和参考例2的对比可知,在对铝基材10的外周面整体进行研磨之后为了去除研磨划痕而继续进行研磨的情况下,在研磨体26不越出的条件下继续进行研磨能够在更短时间内完成铝基材10的外周面的研磨。
[实施例2]
如图17和图18所示,使研磨体26从圆柱状的铝基材10的第一端部10a到第二端部10b沿轴向单向地移动,对铝基材10的外周面14整体进行粗研磨直至算术平均粗糙度Ra成为20nm。
作为铝基材10,使用铝的纯度为99.99%且沿轴向的长度L1为700mm的圆柱状的铝基材。另外,作为研磨体26,使用沿铝基材10的轴向的长度L2为100mm的聚酯制无纺布研磨垫。作为研磨液,使用包含平均粒径1μm的Al2O3 颗粒且pH2~6的酸性的浆料。
将研磨体26的沿轴向的移动速度设定为20cm/分钟,在研磨体26的前方和后方利用清洗液清洗铝基材10的外周面14。清洗液使用纯水。未进行研磨体26的轴向的前后的气体的喷射。
在粗研磨之后,作为研磨液使用包含平均粒径0.1μm的SiO2颗粒的pH8~14的浆料,除此以外,与前述粗研磨同样地操作进行精加工研磨直至算术平均粗糙度Ra成为5nm的镜面。
粗研磨和精加工研磨所需要的总时间为100分钟。
[比较例2]
除了在研磨体26的前方和后方未清洗铝基材10的外周面14以外,与实施例2同样地操作进行粗研磨和精加工研磨。
粗研磨之后,在铝基材10的外周面14上发现泛白现象,粗研磨和精加工研磨总计需要170分钟。
[实施例3]
连续地生产表面具有微细的凹凸的物品之后,将形成有铝的纯度为99.9%的铝基材的氧化覆膜的模具浸渍于混合了6质量%的磷酸和1.8质量%的铬酸的70℃的水溶液中,将氧化覆膜溶解去除。其后,用与实施例2同样的方法对铝基材的表面进行粗研磨直至算术表面粗糙度成为30nm。粗研磨所需要的时间为35分钟。
其后,用与实施例2同样的方法进一步进行精加工研磨,进行后述工序(a)~(e),形成微细凹凸结构。
工序(a):
将0.3M的草酸水溶液的温度调节为15.7℃,在其中浸渍铝基材,以40V进行3分钟阳极氧化,由此形成具有细孔的氧化覆膜。
工序(b):
将形成有氧化覆膜的铝基材浸渍于混合了6质量%的磷酸和1.8质量%的铬酸的70℃的水溶液中,将氧化覆膜的至少一部分溶解去除,形成阳极氧化 的细孔生成点。
工序(c):
再次在与工序(a)相同的条件下,对露出细孔生成点的铝基材以40V进行60秒钟的阳极氧化,从而在铝基材的表面再次形成在细孔生成点具有细孔的氧化覆膜。
工序(d):
将形成有氧化覆膜的铝基材浸渍于5质量%磷酸的水溶液(30℃)中9分钟,实施扩大氧化覆膜的细孔的孔径扩大处理。
工序(e):
工序(d)之后,再次在与工序(a)相同的条件下,对形成有氧化覆膜的铝基材以40V进行60秒钟的阳极氧化。
工序(f):
进一步交替地反复3次前述工序(d)和前述工序(e)之后,最后进行工序(d)。即,将工序(e)总计进行4次,将工序(d)总计进行5次。
其后,用去离子水清洗氧化覆膜,进而通过鼓风将表面的水分去除,得到形成有氧化覆膜的圆柱状的纳米压印用再生模具,所述氧化覆膜具有平均间隔100nm、平均深度约200nm的大致圆锥形状的细孔。使用该模具,连续地生产表面具有微细的凹凸的物品,结果能够连续地得到与再生前相同的品质稳定的物品。
[实施例4]
连续地生产表面具有微细的凹凸的物品之后,不浸渍于混合了6质量%的磷酸和1.8质量%的铬酸的70℃的水溶液中,用与实施例2同样的方法对铝基材进行粗研磨直至算术平均粗糙度成为30nm。粗研磨所需要的时间为70分钟。
其后,与实施例3同样地制造纳米压印用再生模具。使用该模具连续地生产表面具有微细的凹凸的物品,结果能够得到与再生前相同的品质稳定的物品。
附图标记说明
1 圆柱状纳米压印用模具
2、3 研磨装置
10 铝基材
10a 第一端部
10b 第二端部
12 研磨装置
14 外周面
15 擦动装置
16 旋转轴
18 第一支撑构件
20 第二支撑构件
26 研磨体
28 输送辊
30 研磨液供给装置
31 第一清洗装置
33 第二清洗装置
35 第一气体喷出装置
37 第二气体喷出装置
39 清洗装置
50 残留磨粒去除装置
32 氧化覆膜
36 细孔
40、42 间隙

Claims (25)

1.一种圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其是在圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其具有:
工序(I):一边使研磨体与绕中心轴旋转的所述铝基材相对地移动,一边用所述研磨体摩擦所述铝基材的外周面,对所述铝基材的外周面整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿所述铝基材的轴向的长度小于所述铝基材的轴向的长度;和
工序(II):在所述工序(I)之后,利用阳极氧化在所述铝基材的外周面形成所述氧化覆膜,
所述工序(I)中,在所述铝基材的中心轴向的两端部配置支撑构件,以所述研磨体的至少一部分超出所述铝基材的轴向的端部的方式,使所述研磨体相对于绕轴旋转的所述铝基材的外周面沿轴向相对地移动来进行研磨,
超出所述铝基材的所述研磨体的至少一部分配置于所述支撑构件上,
将所述支撑构件的要配置所述研磨体的部分的表面相对于所述铝基材的轴向沿垂直方向切断的形状为圆弧状,所述圆弧状构成直径为与所述铝基材的外径相同或其以下的圆周的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,所述支撑构件的要配置所述研磨体的部分的外形为如下形状:构成外径为所述铝基材的外径的0.97倍以上且1倍以下的圆柱状的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,所述支撑构件的外形为圆柱状。
4.根据权利要求1所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,所述支撑构件的要配置所述研磨体的部分由与所述铝基材相同的材质形成。
5.根据权利要求1所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,在所述工序(I)和所述工序(II)之间,还具有以所述研磨体不超出所述铝基材的方式使所述研磨体沿轴向相对地移动来进行研磨的工序(I’)。
6.根据权利要求1所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,所述工序(I)中,一边向所述铝基材的外周面供给磨粒一边用所述研磨体进行研磨,并且去除残留在所述支撑构件的表面上的残留磨粒。
7.根据权利要求1所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,所述工序(I)中,向所述铝基材的外周面上的与所述研磨体接触的部分供给化学机械研磨用研磨液,并且在沿轴向移动的所述研磨体的后方清洗所述铝基材的外周面而去除所述研磨液。
8.根据权利要求7所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,使所述研磨体从所述铝基材的轴向的第一端部到第二端部单向地移动。
9.根据权利要求7所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,还进一步在沿轴向移动的所述研磨体的前方清洗所述铝基材的外周面而去除所述研磨液。
10.根据权利要求7所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,在所述研磨体的轴向的两侧向所述铝基材的外周面喷射气体。
11.一种圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其是在圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其具有:
工序(I):一边使研磨体与绕中心轴旋转的所述铝基材相对地移动,一边用所述研磨体摩擦所述铝基材的外周面,对所述铝基材的外周面整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿所述铝基材的轴向的长度小于所述铝基材的轴向的长度;和
工序(II):在所述工序(I)之后,利用阳极氧化在所述铝基材的外周面形成所述氧化覆膜,
所述工序(I)中,向所述铝基材的外周面上的与所述研磨体接触的部分供给化学机械研磨用研磨液,并且在沿轴向移动的所述研磨体的后方清洗所述铝基材的外周面而去除所述研磨液。
12.根据权利要求11所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,使所述研磨体从所述铝基材的轴向的第一端部到第二端部单向地移动。
13.根据权利要求11所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,还进一步在沿轴向移动的所述研磨体的前方清洗所述铝基材的外周面而去除所述研磨液。
14.根据权利要求11所述的圆柱状纳米压印用模具的制造方法,其中,在所述研磨体的轴向的两侧向所述铝基材的外周面喷射气体。
15.一种纳米压印用再生模具的制造方法,其具有:
对在铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的纳米压印用模具的表面进行研磨的研磨工序;和
对研磨的表面进行阳极氧化,在铝基材的表面再次形成具有多个细孔的氧化覆膜的氧化覆膜形成工序,
所述铝基材的外形为圆柱状,
所述研磨工序具有工序(I):一边使研磨体与绕中心轴旋转的所述铝基材相对地移动,一边用所述研磨体摩擦所述铝基材的外周面,对所述铝基材的外周面整体进行研磨,其中,所述研磨体的沿所述铝基材的轴向的长度小于所述铝基材的轴向的长度,
所述工序(I)中,在所述铝基材的中心轴向的两端部配置支撑构件,以所述研磨体的至少一部分超出所述铝基材的轴向的端部的方式,使所述研磨体相对于绕轴旋转的所述铝基材的外周面沿轴向相对地移动来进行研磨,
超出所述铝基材的所述研磨体的至少一部分配置于所述支撑构件上,
将所述支撑构件的要配置所述研磨体的部分的表面相对于所述铝基材的轴向沿垂直方向切断的形状为圆弧状,所述圆弧状构成直径为与所述铝基材的外径相同或其以下的圆周的至少一部分。
16.根据权利要求15所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,所述研磨工序包括将具有多个细孔的纳米压印用模具的表面的氧化覆膜化学去除的处理。
17.根据权利要求16所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,使用铬酸和磷酸的混合溶液将所述氧化覆膜化学去除。
18.根据权利要求16或17所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,在所述研磨工序之前具有树脂去除工序,其将附着于表面具有多个细孔的纳米压印用模具的表面的树脂去除。
19.根据权利要求16所述的纳米压印用再生模具的制造方法,所述研磨工序中,将氧化覆膜化学去除之后,对所述铝基材进行化学机械研磨。
20.根据权利要求15所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,所述支撑构件的要配置所述研磨体的部分的外形为如下形状:构成外径为所述铝基材的外径的0.97倍以上且1倍以下的圆柱状的至少一部分。
21.根据权利要求15或20所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,所述研磨工序还具有在所述工序(I)之后以所述研磨体不超出所述铝基材的方式使所述研磨体沿轴向相对地移动来进行研磨的工序(I’)。
22.根据权利要求15所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,所述工序(I)中,向所述铝基材的外周面上的与所述研磨体接触的部分供给化学机械研磨用研磨液,并且在沿轴向移动的所述研磨体的后方清洗所述铝基材的外周面而去除所述研磨液。
23.根据权利要求22所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,使所述研磨体从所述铝基材的轴向的第一端部到第二端部单向地移动。
24.根据权利要求23所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,还进一步在沿轴向移动的所述研磨体的前方清洗所述铝基材的外周面而去除所述研磨液。
25.根据权利要求24所述的纳米压印用再生模具的制造方法,其中,在所述研磨体的轴向的两侧向所述铝基材的外周面喷射气体。
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