JP2010127328A - エンボスロールの製造方法およびエンボスロール - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性の良いエンボスロールの製造方法およびエンボスロールを提供する。
【解決手段】本発明のエンボスロール1の製造方法は、筒体2の内面に微細凹凸パターンPと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層6を形成する工程と、凹凸層6の表面に金属膜8を形成する工程と、金属膜8の内側に支持ロール9を配置する工程と、金属膜8と支持ロール9との間に電解めっきにより金属層10を形成することで、下地金属膜7、金属層8、および支持ロール9を一体化する工程と、を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明のエンボスロール1の製造方法は、筒体2の内面に微細凹凸パターンPと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層6を形成する工程と、凹凸層6の表面に金属膜8を形成する工程と、金属膜8の内側に支持ロール9を配置する工程と、金属膜8と支持ロール9との間に電解めっきにより金属層10を形成することで、下地金属膜7、金属層8、および支持ロール9を一体化する工程と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、エンボスロールの製造方法およびエンボスロールに関するものである。
エンボスロ−ルを用いた成型品としては、液晶表示装置用のバックライト、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ等の薄板状レンズ、光反射シート、光散乱シート等の光学シート、また、リヤプロジェクションスクリーン等に用いられるプリズムシート、レンチキュラーシート、フレネルシートなどが例示される。
従来、これらの光学シート類を成型する方法として、表面に微細な凹凸パターンが形成されたエンボスロールが使用される。エンボスロールを用いれば微細な加工が容易であるとともに連続加工が可能であることから、生産性に優れている。
一方で、エンボスロールに対する微細加工が困難であるという問題もあった。これを解決するために提案されたものとして、まず、円筒状のガラス管の内側に感光性レジストで微細な凹凸パターンを形成し、この感光性レジストの表面に電解めっき層を成長させることで作製したロール電鋳の内側に支持ロールを冷却嵌めすることによって、エンボスロールを製造する方法がある(特許文献1)。
特開2005−35119号公報
しかしながら、上記ロール電鋳は、感光性レジストの凹凸を受けてめっき成長したものであるから、ロール電鋳の内面(感光性レジスト側の面とは反対側の面)にも凹凸が反映されてしまう。このため、ロール電鋳の内側に支持ロールを嵌め込む前に、内面を研磨して真円にしておく必要があった。
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、生産性の良いエンボスロールの製造方法およびエンボスロールを提供することを目的としている。
本発明のエンボスロールの製造方法は、上記課題を解決するために、表面に微細凹凸パターンを有するエンボスロールの製造方法であって、筒体の内面に前記微細凹凸パターンと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層を形成する工程と、前記凹凸層の表面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の内側に支持ロールを配置する工程と、前記金属膜と前記支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、前記下地金属膜、前記金属層、および前記支持ロールを一体化する工程と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、かしめを使用することなく、金属膜と支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、下地金属膜、金属層、および支持ロールを一体化することができる。これにより、従来のようにロール電鋳内に支持ロールを嵌め込む場合に、ロール電鋳の内面を研磨する手間が省けるので、従来の製法よりもエンボスロールを容易に製造することができる。
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程に先立って、無電解めっきで下地金属膜を有する工程を有し、前記下地金属膜上に電解めっきで前記金属膜を形成することが好ましい。
本発明において下地金属膜は、凹凸層と金属膜とのコンタクト層として機能するものであって、これにより凹凸層の表面に良好に電解めっき処理が行える。また、下地金属膜上に電解めっきを施すことで所定の膜厚の金属層を形成することができる。
本発明において下地金属膜は、凹凸層と金属膜とのコンタクト層として機能するものであって、これにより凹凸層の表面に良好に電解めっき処理が行える。また、下地金属膜上に電解めっきを施すことで所定の膜厚の金属層を形成することができる。
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、前記金属膜を陰極、前記支持ロールを陽極とすることが好ましい。
本発明によれば、陰極とされた金属層上にめっき層が成長して、陽極とされた支持ロールに接するまでその成長は続く。このようにして形成される金属層と支持ロールとが接合して一体となる。
本発明によれば、陰極とされた金属層上にめっき層が成長して、陽極とされた支持ロールに接するまでその成長は続く。このようにして形成される金属層と支持ロールとが接合して一体となる。
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、前記金属膜を陽極、前記支持ロールを陰極とすることが好ましい。
本発明によれば、陰極とされた支持ロールの外周面上にめっき層が成長して、陽極とされた金属膜に接するまでその成長は続く。このようにして形成される金属層と支持ロールとが接合して一体となる。
本発明によれば、陰極とされた支持ロールの外周面上にめっき層が成長して、陽極とされた金属膜に接するまでその成長は続く。このようにして形成される金属層と支持ロールとが接合して一体となる。
また、前記支持ロールを内側に配置する前の前記金属膜の内径が、前記支持ロールの外径よりも1mm以上大きいことが好ましい。
本発明によれば、金属膜を有した筒体の内側に支持ロールを配置することが容易である。なお、金属膜を形成する工程において、金属膜の内径が、支持ロールの外径よりも1mm以上大きくなるように調整する。
本発明によれば、金属膜を有した筒体の内側に支持ロールを配置することが容易である。なお、金属膜を形成する工程において、金属膜の内径が、支持ロールの外径よりも1mm以上大きくなるように調整する。
また、前記金属層がニッケルからなることが好ましい。
本発明のように、ニッケルめっきにより形成される金属層は、空気や湿気に対して比較的安定であることから、耐久性に優れたエンボスロールを形成することができる。
本発明のように、ニッケルめっきにより形成される金属層は、空気や湿気に対して比較的安定であることから、耐久性に優れたエンボスロールを形成することができる。
また、前記凹凸層を形成する工程が、前記筒体の内面に感光性樹脂を塗布する工程と、
前記感光性樹脂に対して露光および現像を行う工程と、現像後の前記感光性樹脂の表面をエッチングする工程と、を有することが好ましい。
本発明によれば、感光性樹脂により凹凸層を形成することにより、複雑な凹凸パターンを容易に形成することが可能である。
前記感光性樹脂に対して露光および現像を行う工程と、現像後の前記感光性樹脂の表面をエッチングする工程と、を有することが好ましい。
本発明によれば、感光性樹脂により凹凸層を形成することにより、複雑な凹凸パターンを容易に形成することが可能である。
また、前記金属層と前記筒体および前記凹凸層とを分離する工程を有することが好ましい。
本発明によれば、金属層から筒体及び凹凸層を分離することによって、最表面に所定の微細凹凸パターンを有したエンボスロールが得られる。
本発明によれば、金属層から筒体及び凹凸層を分離することによって、最表面に所定の微細凹凸パターンを有したエンボスロールが得られる。
また、前記無電解めっき又は前記電解めっきを行う工程において、前記筒体を起立させることが好ましい。
本発明によれば、長さを有する筒体を撓ませることなく、無電解めっき又は電解めっきを行うことができる。これにより、無電解めっき及び電解めっきにおいて、均一な膜厚で成膜を行える。
本発明によれば、長さを有する筒体を撓ませることなく、無電解めっき又は電解めっきを行うことができる。これにより、無電解めっき及び電解めっきにおいて、均一な膜厚で成膜を行える。
本発明のエンボスロールは、先に記載のエンボスロールの製造方法によって得られたことを特徴とする。
本発明によれば、電解めっきによって形成された金属層と支持ロールとが接合されることで一体化されているため、耐久性に優れたエンボスロールとなる。
本発明によれば、電解めっきによって形成された金属層と支持ロールとが接合されることで一体化されているため、耐久性に優れたエンボスロールとなる。
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図1は、本発明のエンボスロール1の製造フローを説明する断面図、図2はエンボスロール1の製造方法を示すフローチャート図である。なお、図1及び図2には、第1実施形態と第2実施形態とが併せて示されている。
まず、図1(a)に示すように筒体2としてガラス管を用意した(S1)。ガラス以外にも、露光光に対して透明なセラミックスやプラスチックからなる筒体を用いても良い。そして、図1(b)に示すように筒体2の内周面2aに感光性樹脂であるレジスト5を所定厚さに塗布し(S2)、プレベークを行った。なお、筒体2とレジスト5との密着性を向上させるべく、下地層4として例えばカップリング剤によるコート、金属酸化膜の形成等を採用することもできる。レジスト5の塗布方法としては、ディップコートあるいはスピンコートなどの公知の手段を採用できる。
次に、筒体2の内面に塗布したレジスト5の膜(以下、レジスト膜5)の表面に、不図示のレーザヘッドよりレーザーを照射して露光を行う(S3)。露光は、レーザ照射部を筒体2の周方向に回転させながら筒体2の長さ方向に移動させて、スポット状にレジスト膜5の表面の略全面をパターン露光する。
次に、露光後のレジスト膜5に対して現像処理を行う(S3)。すると、図1(c)に示すように、エンボスロール1の微細凹凸パターンP(図1(h)参照)とは逆凹凸の凹凸形状を有する凹凸層6が形成される。凹凸形状は、凹凸層6の表面の略全面に形成される。
次に、筒体2を起立させた状態で無電解めっきを施し(S4)、凹凸形状を有した凹凸層6の表面に、図1(d)に示すような膜厚が約0.5μmの下地金属膜7を形成する。無電解めっきにより、凹凸層6の表面に無電解めっき膜が均一な膜厚で成膜されるので、凹凸層6の表面の凹凸形状を反映した下地金属膜7が得られる。
無電解めっきに使用する金属材料としては、例えばニッケルを主体としたものが好適である。エンボスロール1の最外面となる下地金属膜7を無電解ニッケルめっきにより成膜することで、十分な硬度が得られる。
その後、電界めっきを施すことにより(S5)、図1(e)に示すように下地金属膜7の表面に金属膜8を形成する。電解めっきにより、下地金属膜7上に所定の膜厚で金属膜8を形成することができる。上記下地金属膜7は、凹凸層6と金属膜8とのコンタクト層として機能するもので金属膜8と一体化されている。
電解めっきに使用する金属材料としては、例えばニッケルを主体としたものが好適である。ニッケルは、空気や湿気に対して比較的安定であることから、優れた耐久性を必要とするエンボスロール1の構成材料として好適である。
次に、図1(f)に示すように下地金属膜7及び金属膜8から筒体2及び凹凸層6を分離する(S6)。分離方法としては、ガラス管からなる筒体2を破壊することによって分離する方法が挙げられる。また、筒体2を取り除いた後、感光性樹脂からなる凹凸層6を除去する際には、例えば下地金属膜7および金属膜8との熱膨張係数の差を利用して、凹凸層6のみを加熱するか、逆に下地金属膜7および金属膜8を冷却することによって分離することも可能である。なお、凹凸層6は切断することによっても分離できる。
次に、図1(g)に示すように、金属膜8の内側にステンレスなどからなる金属製の支持ロール9を配置する(S7)。ここで、支持ロール9を配置する工程の前、すなわち金属膜8の形成工程において、金属膜8の内径が支持ロール9の外形よりも1mm以上大きくなるように予め調整しておく。これによって、金属膜8内への支持ロール9の配置が容易となる。
次に、金属膜8を陰極、支持ロール9を陽極として電界めっきを施すことで(S8A)、図1(h)に示すように金属膜8と支持ロール9との間に金属層10を形成する。金属膜8上における電解めっき層の成長は陽極とされた支持ロール9の外周面9aに達したところで止まるので、形成された金属層10の内周面10aが支持ロール9に接合して金属膜8、金属層10及び支持ロール9が一体となる。これにより、表面に所望の微細凹凸パターンPを有したエンボスロール1が形成される。
本実施形態のエンボスロール1の製造方法では、金属膜8を電界めっきにより膜成長させ、これによって形成される金属層10によって支持ロール9と一体化させてエンボスロール1を得ている。本実施形態では、支持ロール9を電解めっきの電極(陽極)として使用することにより、かしめを使用することなく支持ロール9と金属層10とを一体化することができる。これにより、従来のようにロール電鋳内に支持ロールをはめ込む場合に、ロール電鋳の内面を研磨する手間が省けるので、従来の製法よりも容易にエンボスロール1を製造することができる。
図3に、本実施形態のエンボスロール1の製造方法によって形成されたエンボスロール1の概略構成図を示す。ここでは、投射型表示装置に用いられる反射スクリーンを製造するために使用されるエンボスロール1について説明する。図4は、本発明に係るエンボスロールを用いた成型品の一例である反射スクリーン100を示す図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。
本実施形態のエンボスロール1は、図3に示すように、直径が約300〜1200mm、有効長さが約2500mmの円柱状を呈してなるもので、その外周面1aの略全周に亘って、図4に示す一枚のスクリーン基板101の複数の凹部102に対応した微細凹凸パターンPが形成されている。
なお、図3中のハッチング領域が微細凹凸パターンPが形成された領域に対応しており、同図において微細凹凸パターンPの具体的な形状は省略して示す。
なお、図3中のハッチング領域が微細凹凸パターンPが形成された領域に対応しており、同図において微細凹凸パターンPの具体的な形状は省略して示す。
このようなエンボスロール1を樹脂材料からなる材料シートに対して加熱加圧することによって、エンボス形成加工がなされる。
そして、後の工程において、加工後の材料シートに転写形成された凹部102の内壁面の一部に反射膜103が形成されて、反射スクリーン100が構成されることになる。
なお、上記したスクリーン基板101などのような反射タイプには、材料シートとして例えばアルミニウム膜を中間層に配置してなるラミネートシートを採用してもよい。また、レンチキュラーレンズなどの平板状のレンズなどのように透明である必要がある場合には、材料シートとして透明な樹脂材料を用いる。
本実施形態のエンボスロール1は、表面硬度が高く、電解めっきにて形成された金属層10と支持ロール9とが接合されることで一体化されているため、機械的耐久性に優れている。また、本実施形態のエンボスロール1を用いた加工において、上述したような光学部品を成型する場合、成型品の形状の再現性に優れていることから、光学部品として良好な光学性能を有する製品が得られる。
また、耐久性に優れているため、長期の繰り返しの成型においても、エンボスロール1の変形や腐食などが起こり難い。よって、エンボスロール1自体の寿命が長くなり、結果的に製品のコストダウンが可能となる。
(第2実施形態)
次に、本発明に係るエンボスロール20の製造方法の第2実施形態について図1及び図2を参照して説明する。以下の説明において、第1実施形態と共通する部分は省略する。
次に、本発明に係るエンボスロール20の製造方法の第2実施形態について図1及び図2を参照して説明する。以下の説明において、第1実施形態と共通する部分は省略する。
第1実施形態では、電界めっき工程において金属膜8を陰極、支持ロール9を陽極として電界めっき処理を行っていたが、第2実施形態では、図1(i)に示すように、金属膜8を陽極、支持ロール9を陰極として電界めっき処理を行う(図2:S8B)。
すると、図1(j)に示すように、支持ロール9の外周面上にNiめっき層が成長して、その成長が金属膜8の内周面8aに接触するまで続く。金属膜8と支持ロール9との間に形成された金属層11によって、金属膜8と支持ロール9とが一体化され、表面に所定の微細凹凸パターンPを有したエンボスロール20が得られる。
本実施形態によれば、支持ロール9の表面に電解めっき層(金属層11)が直接形成されることから、支持ロール9を中心に回転するエンボスロール20の機械的強度がより向上したものとなる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、先の実施形態において、めっき処理にニッケルを主体とする材料を採用するとしたが、エンボスロール1,20として加工条件に耐え得るものであれば、他の金属材料を採用してもよい。
また、先の実施形態においては、電解めっきによって金属膜8と支持ロール9との間に金属層10(11)を形成する前に筒体2及び凹凸層6を分離除去しているが、電界めっき処理後であって、製造工程の最後に除去するようにしてもよい。これにより、製造工程中に、微細凹凸パターンPを有する下地金属膜7の表面に傷などがついてしまうのを防ぐことができる。これにより、加工精度に優れたエンボスロール1,20を形成することができる。
また、先の実施形態においては、エンボスロール1,20を表示装置における光学シートなどの製造に用いられるものであるとしたが、その他の転写加工に用いることも勿論可能である。
1,20…エンボスロール、2…筒体、…、5…レジスト膜、6…凹凸層、7…下地金属膜、8…金属膜、9…支持ロール、10,11…金属層、P…微細凹凸パターン
Claims (10)
- 表面に微細凹凸パターンを有するエンボスロールの製造方法であって、
筒体の内面に前記微細凹凸パターンと逆凹凸の表面形状を有する凹凸層を形成する工程と、
前記凹凸層の表面に金属膜を形成する工程と、
前記金属膜の内側に支持ロールを配置する工程と、
前記金属膜と前記支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、前記下地金属膜、前記金属層、および前記支持ロールを一体化する工程と、を備えた
ことを特徴とするエンボスロールの製造方法。 - 前記電解めっきにより金属層を形成する工程に先立って、
無電解めっきで下地金属膜を有する工程を有し、
前記下地金属膜上に電解めっきで前記金属膜を形成する
ことを特徴とする請求項1記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、
前記金属膜を陰極、前記支持ロールを陽極とする
ことを特徴とする請求項1または2記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、
前記金属膜を陽極、前記支持ロールを陰極とする
ことを特徴とする請求項1または2記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記支持ロールを内側に配置する前の前記金属膜の内径が、前記支持ロールの外径よりも1mm以上大きい
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記金属層がニッケルからなる
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記凹凸層を形成する工程が、
前記筒体の内面に感光性樹脂を塗布する工程と、
前記感光性樹脂に対して露光および現像を行う工程と、
現像後の前記感光性樹脂の表面をエッチングする工程と、を有する
ことを特徴とする請求項1記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記金属層と前記筒体および前記凹凸層とを分離する工程を有する
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。 - 前記無電解めっき又は前記電解めっきを行う工程において、
前記筒体を起立させる
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。 - 請求項1ないし9のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法によって得られたことを特徴とするエンボスロール。
Priority Applications (1)
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JP2008300528A JP2010127328A (ja) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | エンボスロールの製造方法およびエンボスロール |
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