JP2013007078A - アルミニウム基材、ロール金型、複数の突起を表面に有する部材および反射防止機能を有する物品 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の長さが８００ｍｍ以上であっても、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させにくいロール金型；該ロール金型を得ることができるアルミニウム基材；ロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造された、複数の突起を表面に有する部材であって、ロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられた部材；および、該部材からなる反射防止フィルムを用いた、反射防止機能を有する物品を提供する。
【解決手段】軸方向の長さＬが８００ｍｍ以上であり、外径Ｄが２８０〜５５０ｍｍであり、肉厚Ｔが２０〜５０ｍｍである中空円柱状のアルミニウム基材１０を用いて、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナがアルミニウム基材１０の外周面に形成された中空円柱状のロール金型を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナがアルミニウム基材の外周面に形成された中空円筒状のロール金型の製造に用いられる中空円筒状のアルミニウム基材；該アルミニウム基材を用いて製造されたロール金型；該ロール金型を用いて製造された、複数の突起を表面に有する部材；該部材からなる反射防止フィルムを用いた、反射防止機能を有する物品に関する。

規則的に配置された微細な凸部（突起等）およびまたは凹部（細孔等）からなる微細凹凸構造（例えば、モスアイ構造）を表面に有する部材は、微細凹凸構造において連続的に屈折率が変化することによって、反射防止性能を発現することが知られている。微細凹凸構造を表面に有する部材が良好な反射防止性能を発現するためには、微細凹凸構造において隣り合う凸部または凹部の間隔が可視光の波長以下である必要がある。また、微細凹凸構造を表面に有する部材は、ロータス効果によって超撥水性能を発現することも可能である。

微細凹凸構造を形成する方法としては、例えば、下記の方法等が提案されている。
（ｉ）微細凹凸構造の反転構造が表面に形成された金型を用いて射出成形やプレス成形を行う方法。
（ii）微細凹凸構造の反転構造が表面に形成された金型と透明基材との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を配し、活性エネルギー線の照射によって活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることによって金型の反転構造が転写された表層を形成した後、微細凹凸構造を有する表層から金型を剥離する方法。
（iii）微細凹凸構造の反転構造が表面に形成された金型を活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に押し付けて、金型の反転構造を活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に転写した後、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物から金型を剥離し、活性エネルギー線の照射によって活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させことによって微細凹凸構造を有する表層を形成する方法。

（ｉ）〜（iii）の方法のうち、微細凹凸構造の転写性、表面組成の自由度を考慮すると、（ii）の方法が好ましい。（ii）の方法は、連続生産が可能なベルト状やロール状の金型を用いる場合に特に好適であり、生産性に優れた方法である。生産性に優れた方法として、ロール・トゥ・ロール方式は公知である。ロール・トゥ・ロール方式によれば、プリズムシートのようなミクロンオーダーの微細凹凸構造や、回折格子、モスアイ構造等のようなサブミクロンオーダーの微細凹凸構造の転写が可能である。また、ロール・トゥ・ロール方式によれば、シームレスで微細凹凸構造の転写が可能である。

ロール・トゥ・ロール方式の金型としては、例えば、下記の金型が挙げられる。
（１）レンズ部転写パターンが外周面に形成された、レンズシート製造用のロール金型（特許文献１）。
（２）押出成形によって製造された中空円柱状のアルミニウム基材の外周面に、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが形成された中空円柱状のロール金型（特許文献２）。
（３）鍛造、切削によって製造された中空円柱状のアルミニウム基材の外周面に、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが形成された中空円柱状のロール金型（特許文献３）。

ところで、微細凹凸構造を表面に有する部材の１種である、反射防止フィルムが適用される用途としては、各種ディスプレイが挙げられる。各種ディスプレイの中でも、民生用テレビは近年大型化傾向にあり、定番サイズは３２インチ型になりつつある。テレビの大型化に伴い、金型にも長尺のものが望まれている。金型のサイズはテレビのサイズによって適宜設計されるべきものであるが、軸方向の長さが８００ｍｍ以上のロール金型が必要となるであろう。

しかしながら、（３）のロール金型の場合、鍛造によって軸方向の長さが８００ｍｍ以上のアルミニウム基材を得ることが難しく、また、中空円柱状への加工も難しい、という問題がある。よって、軸方向の長さが８００ｍｍ以上の中空円柱状のアルミニウム基材を製造する場合は、（２）のロール金型のように、押出成形による製造が適している。

押出成形の方法としては、ポートホールダイスを用いた押出成形が一般的である。押し出される金属は、ポート部において分離され、チャンバー部で再度結合してウェルド部を形成することによって、中空円柱状に成形される。その際、金属の組成や押出条件によってウェルドラインが外周面に残る場合がある。

ウェルドラインを目立たなくするための技術も検討されており、例えば、ダイス形状を工夫する方法（特許文献４）等が知られている。また、中空円柱状のアルミニウム基材の外径が小さいほど、ウェルドラインは残りにくい。しかしながら、外径が小さくなれば、外周は短くなる。サブミクロンオーダーの微細凹凸構造（モスアイ構造等）を連続転写する場合、ロール金型の磨耗は避けられないため、外周を長くして、生産効率を向上させる必要がある。ただし、外径が大きくなるほど、ウェルドラインは残りやすい。

アルミニウム基材の組成や押出条件の最適化によって、一見、ウェルドラインのない中空円柱状のアルミニウム基材を得ることは可能である。しかしながら、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナを形成するために、アルミニウム基材の外周面を陽極酸化した場合、ウェルドラインが顕著になったり、ロール金型ではウェルドラインが判別できなくても、ロール金型の微細凹凸構造を転写した部材（反射防止フィルム等）にウェルドライン由来の痕が残ったりすることがある。

特開２０１０−２５０２３７号公報 特開２０１０−１８８７３１号公報 特開２０１０−２２２６２９号公報 特開平９−２７１８３４号公報

本発明は、軸方向の長さが８００ｍｍ以上であっても、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させにくいロール金型；該ロール金型を得ることができるアルミニウム基材；ロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造された、複数の突起を表面に有する部材であって、シームレスであり、大面積であり、かつロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられた部材；および、該部材からなる反射防止フィルムを用いた、反射防止機能を有する物品を提供する。

本発明のアルミニウム基材は、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナがアルミニウム基材の外周面に形成された中空円柱状のロール金型の製造に用いられる中空円柱状のアルミニウム基材であって、軸方向の長さが８００ｍｍ以上であり、外径が２８０〜５５０ｍｍであり、肉厚が２０〜５０ｍｍであることを特徴とする。

アルミニウム基材のアルミニウム純度は、９４．５〜９９．５質量％であることが好ましい。
アルミニウム基材のマグネシウムの含有量は、０．１〜３質量％であることが好ましい。

本発明のロール金型は、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが、本発明のアルミニウム基材の外周面の少なくとも一部に形成されたものであることを特徴とする。
本発明の、複数の突起を表面に有する部材は、本発明のロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造されたものであることを特徴とする。
本発明の、複数の突起を表面に有する部材は、反射防止フィルムであることが好ましい。
本発明の、反射防止機能を有する物品は、本発明の部材からなる反射防止フィルムを用いたものであることを特徴とする。

本発明のアルミニウム基材によれば、軸方向の長さが８００ｍｍ以上であっても、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させにくいロール金型を得ることができる。
本発明のロール金型は、軸方向の長さが８００ｍｍ以上であっても、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させにくい。
本発明の、複数の突起を表面に有する部材は、シームレスであり、大面積であり、かつロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられたものとなる。
本発明の、反射防止機能を有する物品は、ロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられたものとなる。

本発明のアルミニウム基材の一例を示す斜視図である。 本発明のロール金型の製造工程を示す断面図である。 本発明の、複数の突起を表面に有する部材の一例を示す断面図である。 本発明の、複数の突起を表面に有する部材の他の例を示す断面図である。 本発明の、複数の突起を表面に有する部材の製造装置の一例を示す概略構成図である。 本発明のロール金型が固定されるマンドレルの一例を示す斜視図である。 図６におけるVII−VII断面図である。 本発明のロール金型にマンドレルが挿入された様子を示す断面図である。 マンドレルを拡径して本発明のロール金型を固定した様子を示す断面図である。

＜アルミニウム基材＞
図１は、本発明のアルミニウム基材の一例を示す斜視図である。
アルミニウム基材１０は、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナがアルミニウム基材１０の外周面に形成された中空円柱状のロール金型の製造に用いられる中空円柱状のものであって、陽極酸化アルミナが形成される被加工面を有する。
被加工面とは、ロール金型の外周面を透明基材の表面に転写する際に透明基材に接触する面であり、アルミニウム基材の外周面の一部または全面に形成される。

（形状）
アルミニウム基材１０には、ロール金型とした際に、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させないことが求められる。軸方向の長さＬが８００ｍｍ以上のアルミニウム基材１０を製造する場合、ウェルドライン由来の痕が残りやすくなるが、アルミニウム基材１０を特定の形状とすることで、ウェルドラインを目立たなくすることが可能となる。すなわち、外径Ｄを２８０〜５５０ｍｍ、肉厚Ｔを２０〜５０ｍｍにすることが重要である。

アルミニウム基材１０の軸方向の長さＬは、８００ｍｍ以上である。アルミニウム基材１０の軸方向の長さが８００ｍｍ以上であれば、最終的に、シームレスであり（継ぎ目がなく）、かつ大面積である複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）が得られる。

アルミニウム基材１０の外径Ｄは、被加工面における外径である。例えば、アルミニウム基材１０の端部に外径が小さくされた部分（被加工面ではない部分）がある場合、この部分の外形は２８０ｍｍ未満であってもよい。

アルミニウム基材１０の外径Ｄが２８０ｍｍ以上であれば、軸方向の長さＬが８００ｍｍ以上の中空円柱状にした場合に、自重によるたわみを小さく抑えることができる。また、アルミニウム基材１０の外周も十分長くなり、複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）を数万ｍ単位で製造する場合に、ロール金型の磨耗を抑えることができる。アルミニウム基材１０の外径Ｄが５５０ｍｍ以下であれば、ハンドリング性も良好であり、また、アルミニウム基材１０の外周の全面に陽極酸化アルミナを均一に形成できる。また、ウェルドラインが出にくくなる。アルミニウム基材１０の外径Ｄは、３００〜５００ｍｍが好ましく、３５０〜４５０ｍｍがより好ましい。

アルミニウム基材１０の肉厚Ｔは、被加工面におけるロール金型の外径と内径との差である。例えば、アルミニウム基材１０の端部に外径および肉厚が小さくされた部分（被加工面ではない部分）がある場合、この部分の肉厚は２０ｍｍ未満であってもよい。

アルミニウム基材１０の肉厚Ｔが２０ｍｍ以上であれば、複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）を製造する際や、ロール金型の外周面を切削して、ロール金型を再利用する場合にも、十分な機械的強度を確保することができる。アルミニウム基材１０の肉厚Ｔが５０ｍｍ以下であれば、重くなりすぎず、ハンドリング性も維持でき、また、自重によるたわみも小さく抑えられる。アルミニウム基材１０の肉厚Ｔは、３０〜５０ｍｍが好ましく、３０〜４０ｍｍがより好ましい。肉厚Ｔが３０ｍｍよりも薄いと、溶融押出後の冷却が速く、ウェルドラインが残りやすくなる場合がある。また、肉厚Ｔが５０ｍｍよりも厚すぎると、接合部の組成が変わりやすく、陽極酸化した場合に周辺部と外観に差が出やすくなる場合がある。

アルミニウム基材１０をこのような形状にすることによって、アルミニウム基材１０の外周面に陽極酸化しても、ウェルドラインに由来する筋は出にくくなり、最終的に得られる複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）にもウェルドライン由来の痕を残すことが回避できる。

（組成）
アルミニウム基材１０のアルミニウム純度は、９４．５〜９９．５質量％が好ましい。アルミニウム純度が９４．５質量％以上であれば、アルミニウム以外の元素が少なくなるため、陽極酸化の制御が容易となり、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナを被加工面の全面に形成しやすい。アルミニウム純度が９９．５質量％以下であれば、金属間化合物が適度に存在するようになり、粗い凹凸構造を十分に形成でき、また、最終的に得られる複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）に防眩性を付与できる。

アルミニウム基材１０のマグネシウムの含有量は、０．１〜３質量％が好ましい。 マグネシウムの含有量が０．１〜３質量％であれば、押出成形によってアルミニウム基材１０を製造しても、ウェルドラインが発生しにくくなる。

アルミニウム基材１０（１００質量％）中に含まれる、製造上不可避的微量成分の含有量としては、ケイ素の含有量が０．４質量％以下であり、鉄の含有量が１．０質量％以下であり、銅の含有量が０．２質量％以下であることが好ましい。製造上不可避的微量成分の含有量が多すぎると、陽極酸化によって細孔が形成されない部分ができ、最終的に得られる複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）の反射率が十分に低くならない等、性能上の問題が発生する場合がある。

（製造方法）
アルミニウム基材１０の製造方法としては、ポートホールダイスを用いた押出成形、アルミニウム板を加熱・湾曲させ、摩擦撹拌接合法で円筒状に溶接する方法等、溶融押出成形によって中空円柱状に成形する方法が挙げられる。成形後、研磨等によって外周面を鏡面化することが好ましい。外周面を鏡面化する方法としては、機械研磨、羽布研磨、化学的研磨、電気化学的研磨（電解研磨等）等の方法が挙げられる。

（作用効果）
以上説明した本発明のアルミニウム基材にあっては、外径Ｄが２８０〜５５０ｍｍであり、肉厚Ｔが２０〜５０ｍｍであるため、軸方向の長さＬが８００ｍｍ以上であるにも関わらず、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させにくいロール金型を得ることができる。

＜ロール金型＞
本発明のロール金型は、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが、本発明のアルミニウム基材の外周面の少なくとも一部（好ましくは被加工面の全面）に形成されたものである。

（形状）
ロール金型の軸方向の長さは、８００ｍｍ以上である。ロール金型の軸方向の長さが８００ｍｍ以上であれば、シームレスであり（継ぎ目がなく）、かつ大面積である複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）が得られる。

ロール金型の外径は、２８０〜５５０ｍｍである。ロール金型の外径が２８０ｍｍ以上であれば、自重によるたわみを小さく抑えることができる。また、ロール金型の外周も十分長くなり、複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）を数万ｍ単位で製造する場合に、ロール金型の磨耗を抑えることができる。ロール金型の外径が５５０ｍｍ以下であれば、ハンドリング性も良好である。また、ウェルドラインが目立たない。ロール金型の外径は、３００〜５００ｍｍが好ましく、３５０〜４５０ｍｍがより好ましい。

ロール金型の肉厚は、２０〜５０ｍｍである。ロール金型の肉厚が２０ｍｍ以上であれば、複数の突起を表面に有する部材（反射防止フィルム等）を製造する際や、ロール金型の外周面を切削して、ロール金型を再利用する場合にも、十分な機械的強度を確保することができる。ロール金型の肉厚が５０ｍｍ以下であれば、重くなりすぎず、ハンドリング性も維持でき、また、自重によるたわみも小さく抑えられる。ロール金型の肉厚は、３０〜５０ｍｍが好ましく、３０〜４０ｍｍがより好ましい。

（製造方法）
本発明のロール金型は、本発明のアルミニウム基材の外周面を陽極酸化して、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナを形成することによって製造される。

陽極酸化の前のアルミニウム基材の表面に、結晶粒界の凹凸、金属間化合物の欠落、エッチング等による粗い凹凸構造をあらかじめ形成してもよい。この場合、粗い凹凸構造を含めたアルミニウム基材の表面に複数の細孔からなる微細凹凸構造を有する陽極酸化アルミナが形成されて、粗い凹凸構造と微細凹凸構造とからなるマルチ凹凸構造を表面に有するロール金型となる。エッチングと陽極酸化とを交互に繰り返してもよい。ロール金型のマルチ凹凸構造が転写された部材は、防眩性が付与された反射防止機能を有するものとなる。

陽極酸化の方法としては、下記の工程を順に行う方法が好ましい。
第１の酸化皮膜形成工程（ａ）；
鏡面化されたアルミニウム基材の被加工面を電解液中、定電圧下で陽極酸化して、被加工面に酸化皮膜を形成する（以下、工程（ａ）とも記す。）。
酸化皮膜除去工程（ｂ）；
酸化皮膜を除去し、陽極酸化の細孔発生点を被加工面に形成する（以下、工程（ｂ）とも記す。）。
第２の酸化皮膜形成工程（ｃ）；
細孔発生点が形成されたアルミニウム基材の被加工面を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化して、細孔発生点に対応した細孔を有する酸化皮膜を被加工面に形成する（以下、工程（ｃ）とも記す。）。
孔径拡大処理工程（ｄ）；
細孔の径を拡大させる（以下、工程（ｄ）とも記す。）。
酸化皮膜成長工程（ｅ）；
細孔の径が拡大された酸化皮膜を有するアルミニウム基材の被加工面を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化する（以下、工程（ｅ）とも記す。）。
繰り返し工程（ｆ）；
必要に応じて、孔径拡大処理工程（ｄ）と酸化皮膜成長工程（ｅ）とを繰り返し行う（以下、工程（ｆ）とも記す。）。

工程（ａ）〜（ｆ）を有する方法によれば、鏡面化されたアルミニウム基材の被加工面に、開口部から深さ方向に徐々に径が縮小するテーパ形状の細孔が周期的に形成され、その結果、複数の細孔からなる微細凹凸構造を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール金型を得ることができる。

工程（ａ）の前に、アルミニウム基材の被加工面の酸化皮膜を除去する前処理を行ってもよい。酸化皮膜を除去する方法としてはクロム酸／リン酸混合液に浸漬する方法等が挙げられる。
また、細孔の配列の規則性はやや低下するが、ロール金型の表面を転写した材料の用途によっては工程（ａ）、（ｂ）を行わず、工程（ｃ）から行ってもよい。
以下、各工程を詳細に説明する。

工程（ａ）：
第１の酸化皮膜形成工程（ａ）では、鏡面化されたアルミニウム基材の被加工面を電解液中、定電圧下で陽極酸化し、図２に示すように、アルミニウム基材１０の被加工面に、細孔１２を有する酸化皮膜１４を形成する。
電解液としては、酸性電解液、アルカリ性電解液が挙げられ、酸性電解液が好ましい。
酸性電解液としては、シュウ酸、硫酸、これらの混合物等が挙げられる。

シュウ酸を電解液として用いる場合、シュウ酸の濃度は、０．７Ｍ以下が好ましい。シュウ酸の濃度が０．７Ｍを超えると、陽極酸化時の電流値が高くなりすぎて酸化皮膜１４の表面が粗くなることがある。
また、陽極酸化時の電圧を３０〜６０Ｖとすることによって、間隔が１００ｎｍ程度の規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール金型を得ることができる。陽極酸化時の電圧がこの範囲より高くても低くても規則性が低下する傾向にあり、間隔が可視光の波長より大きくなることがある。
電解液の温度は、６０℃以下が好ましく、４５℃以下がより好ましい。電解液の温度が６０℃を超えると、いわゆる「ヤケ」といわれる現象が起こる傾向にあり、細孔１２が壊れたり、表面が溶けて細孔１２の規則性が乱れたりすることがある。

硫酸を電解液として用いる場合、硫酸の濃度は０．７Ｍ以下が好ましい。硫酸の濃度が０．７Ｍを超えると、陽極酸化時の電流値が高くなりすぎて定電圧を維持できなくなることがある。
また、陽極酸化時の電圧を２５〜３０Ｖとすることにより、間隔が６３ｎｍ程度の規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール金型を得ることができる。陽極酸化時の電圧がこの範囲より高くても低くても規則性が低下する傾向があり、間隔が可視光の波長より大きくなることがある。
電解液の温度は、３０℃以下が好ましく、２０℃以下がより好ましい。電解液の温度が３０℃を超えると、いわゆる「ヤケ」といわれる現象が起こる傾向にあり、細孔１２が壊れたり、表面が溶けて細孔１２の規則性が乱れたりすることがある。

工程（ａ）では、陽極酸化を長時間施すことで形成される酸化皮膜１４が厚くなり、細孔１２の配列の規則性を向上させることができるが、その際の酸化皮膜１４の厚さは２．５〜３０μｍが好ましい。厚さが２．５μｍ未満では、前処理を行わずに陽極酸化した場合、金属間化合物の脱落が十分に行われない場合がある。厚さが３０μｍ以上では、生産性が低下する。

工程（ｂ）：
工程（ａ）の後、工程（ａ）により形成された酸化皮膜１４を除去することによって、図２に示すように、除去された酸化皮膜１４の底部（バリア層と呼ばれる。）に対応する周期的な窪み、すなわち細孔発生点１６を形成する。
形成された酸化皮膜１４を一旦除去し、陽極酸化の細孔発生点１６を形成することによって、最終的に形成される細孔１２の規則性を向上させることができる（例えば、益田、「応用物理」、２０００年、第６９巻、第５号、ｐ．５５８参照。）。

酸化皮膜１４を除去する方法としては、アルミニウムを溶解せず、アルミナを選択的に溶解する溶液によって除去する方法が挙げられる。このような溶液としては、例えば、クロム酸／リン酸混合液等が挙げられる。

工程（ａ）、（ｂ）によって規則性を向上できる反面、アルミニウム基材１０の内部に残っているウェルドラインや、金属接合部に特有の組成の偏りが外周面に出てしまう場合がある。特に、陽極酸化の電圧が高いほど、酸化皮膜１４の成長は速くなるため、酸化皮膜１４の除去によって、内部構造が表面に出やすくなる。工程（ａ）において５０Ｖ以上、特に８０Ｖ以上の電圧で陽極酸化を行う場合には、酸化時間を１０分以下、特に３分以下にすることによって、酸化皮膜１４の成長が抑えられ、工程（ｂ）で酸化皮膜１４を除去しても、上記の不具合が表面に現れないようにすることが可能である。

工程（ｃ）：
細孔発生点１６が形成されたアルミニウム基材１０を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化し、再び酸化皮膜１４を形成する。
工程（ｃ）では、工程（ａ）と同様の条件（電解液濃度、電解液温度、化成電圧等）下で陽極酸化すればよい。
これにより、図２に示すように、円柱状の細孔１２が形成された酸化皮膜１４を形成できる。工程（ｃ）においても、陽極酸化を長時間施すほど、深い細孔１２を得ることができるが、例えば反射防止フィルム等の光学用の部材を製造するためのロール金型を製造する場合には、工程（ｃ）においては０．０１〜０．５μｍ程度の酸化皮膜１４を形成すればよく、工程（ａ）で形成するほどの厚さの酸化皮膜１４を形成する必要はない。

工程（ｄ）：
工程（ｃ）の後、工程（ｃ）で形成された細孔１２の径を拡大させる孔径拡大処理を行って、図２に示すように、細孔１２の径を拡径する。
孔径拡大処理の具体的方法としては、アルミナを溶解する溶液に浸漬して、工程（ｃ）で形成された細孔１２の径をエッチングにより拡大させる方法が挙げられる。このような溶液としては、例えば、５質量％程度のリン酸水溶液等が挙げられる。工程（ｄ）の時間を長くするほど、細孔１２の径は大きくなる。

工程（ｅ）：
図２に示すように、再度、陽極酸化すると、円柱状の細孔１２の底部から下に延びる、直径の小さい円柱状の細孔１２がさらに形成される。
陽極酸化は、工程（ａ）と同様な条件で行えばよい。陽極酸化の時間を長くするほど深い細孔１２を得ることができる。

工程（ｆ）：
工程（ｄ）と工程（ｅ）を繰り返す、繰り返し工程（ｆ）によって、図２に示すように、細孔１２の形状を開口部から深さ方向に徐々に径が縮小するテーパ形状にでき、その結果、周期的な複数の細孔１２を有する酸化皮膜１４（陽極酸化アルミナ）が表面に形成されたロール金型１８を得ることができる。最後は工程（ｄ）で終わることが好ましい。

工程（ｄ）と工程（ｅ）の条件、例えば、陽極酸化の時間および孔径拡大処理の時間を適宜設定することによって、様々な形状の細孔を形成することができる。よって、ロール金型から製造しようとする部材の用途等に応じて、これら条件を適宜設定すればよい。また、このロール金型が反射防止フィルム等の反射防止部材を製造するものである場合には、このように条件を適宜設定することにより、細孔の間隔や深さを任意に変更できるため、最適な屈折率変化を設計することも可能となる。

具体的には、同じ条件で工程（ｄ）と工程（ｅ）とを繰り返せば、略円錐形状の細孔が形成され、工程（ｄ）と工程（ｅ）の処理時間を適宜変化させることで、逆釣鐘形状の細孔や、先鋭形状の細孔等を適宜形成できる。

工程（ｆ）における繰り返し回数が多いほど、より滑らかなテーパ形状の細孔を形成できることから、工程（ｄ）と工程（ｅ）との合計で３回以上が好ましく、５回以上がより好ましい。繰り返し回数が２回以下では、非連続的に細孔の径が減少する傾向にあり、このようなロール金型から反射防止フィルム等の反射防止部材を製造した場合、その反射率低減効果が劣る可能性がある。

このようにして製造されたロール金型は、多数の周期的な細孔が形成された結果、表面に微細凹凸構造を有するものとなる。そして、この微細凹凸構造における細孔の間隔が可視光の波長以下、すなわち４００ｎｍ以下であると、ロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造される部材における微細凹凸構造は、いわゆるモスアイ構造となり、有効な反射防止機能を発現する。

細孔の間隔が４００ｎｍより大きいと可視光の散乱が起こるため、十分な反射防止機能は発現せず、反射防止フィルム等の反射防止部材の製造には適さない。
細孔の間隔は、細孔の中心からこれに隣接する細孔の中心までの距離である。

ロール金型が反射防止フィルム等の反射防止部材を製造するものである場合には、細孔の間隔が可視光の波長以下であるとともに、細孔の深さは、５０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましく、１５０ｎｍ以上が特に好ましく、１８０ｎｍ以上が最も好ましい。
細孔の深さが５０ｎｍ以上であれば、ロール金型の外周面の転写により形成された光学用途の部材の表面、すなわち転写面の反射率が低下する。
細孔の深さは、細孔の開口部から最深部までの距離である。

また、細孔のアスペクト比（深さ／周期）は、１．０〜４．０が好ましく、１．３〜３．５がより好ましく、１．８〜３．５がさらに好ましく、２．０〜３が最も好ましい。アスペクト比が１．０以上であれば、反射率が低い転写面を形成でき、その入射角依存性や波長依存性も十分に小さくなる。アスペクト比が高いと転写面の反射率の波長依存性が小さくなり結晶粒界による色ムラも低減される傾向にある。アスペクト比が２．０以上の時にその傾向は顕著である。アスペクト比が４．０より大きいと転写面の機械的強度が低下する傾向がある。

ロール金型の外周面には、離型が容易になるように、離型処理が施されていてもよい。離型処理の方法としては、例えば、シリコーン系ポリマーやフッ素ポリマーをコーティングする方法、フッ素化合物を蒸着する方法、フッ素系またはフッ素シリコーン系のシラン化合物をコーティングする方法等が挙げられる。

また、以上の説明では、第２の酸化皮膜形成工程（ｃ）の後に孔径拡大処理工程（ｄ）および酸化皮膜成長工程（ｅ）を実施することで、開口部から深さ方向に径が縮小する細孔を形成する場合について例示したが、工程（ｃ）の後に必ずしも工程（ｄ）、（ｅ）を行わなくてもよい。その場合には、形成される細孔は円柱状となるが、このようなロール金型により製造された、複数の円柱状の突起からなる微細凹凸構造を有する部材であっても、この構造からなる層が低屈折率層として作用し、反射を低減する効果は期待できる。

また、本発明のロール金型を原型として、ロール金型の表面の複数の細孔が転写されたレプリカを作製し、このレプリカの表面の複数の突起を転写することによって、複数の細孔を表面に有する部材を製造してもよい。また、このレプリカを原型として、レプリカの表面の複数の突起が転写されたレプリカを再度作製し、このレプリカの表面の複数の細孔を転写することによって、複数の突起を表面に有する部材を製造してもよい。レプリカの作製方法としては、例えば、原型の上にニッケル、銀等による薄膜を無電界めっき、スパッタ法等により形成し、ついでこの薄膜を電極として電気めっきを行って、例えばニッケルを堆積させた後、このニッケル層を原型から剥離して、レプリカとする方法（電鋳法）等が挙げられる。

（作用効果）
以上説明した本発明のロール金型にあっては、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが、特定の形状を有する本発明のアルミニウム基材の外周面に形成されたものであるため、軸方向の長さが８００ｍｍ以上であるにも関わらず、外周面におけるウェルドラインが目立たず、かつ陽極酸化アルミナの複数の細孔を転写した部材にウェルドライン由来の痕を発生させにくい。

＜複数の突起を表面に有する部材＞
本発明の、複数の突起を表面に有する部材は、本発明のロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造されたものである。

複数の突起からなる微細凹凸構造としては、モスアイ構造が挙げられる。モスアイ構造とは、蛾の目の特徴を模倣することで、表面での反射を著しく低くできる構造である。基材の表面に、可視光の波長以下の複数の突起を形成することによって、基材に入射した可視光に対する屈折率を連続的に変化させ、屈折率の不連続界面を消失させ、可視光の反射を抑えるものである。モスアイ構造に用いられる突起の形状としては、円錐形、四角錐形等の錐形体が一般的であるが、それに限定されるものではない。

図３は、本発明の、複数の突起を表面に有する部材（以下、単に部材とも記す。）の一例を示す断面図である。
部材１は、基材２と、複数の突起３からなる微細凹凸構造を表面に有する表層４と、必要に応じて基材２と表層４の間に設けられた中間層５とを有する。

（基材）
基材２としては、表層４を支持可能なものであればよく、部材１をディスプレイ等の反射防止フィルムに適用する場合は、光を透過する透明基材が好ましい。
透明基材の材料としては、例えば、メチルメタクリレート（共）重合体、ポリカーボネート、スチレン（共）重合体、メチルメタクリレート−スチレン共重合体、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル（ポリエチレンテレフタラート、ポリ乳酸等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリウレタン、シクロオレフィンポリマー、これら高分子の複合物（ポリメチルメタクリレートとポリ乳酸の複合物、ポリメチルメタクリレートとポリ塩化ビニルの複合物等）、ガラス、石英、水晶等が挙げられる。

基材の形状としては、シート状、フィルム状等が挙げられる
基材の製造方法としては、例えば、射出成形、押出成形、キャスト成形等の公知の成形法が挙げられる。
透明基材の表面には、密着性、帯電防止性、耐擦傷性、耐候性等の特性の改良を目的として、コーティング処理やコロナ処理が施されていてもよい。

（表層）
表層４は、後述する活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化して形成された層であり、複数の突起３からなる微細凹凸構造を表面に有する。
微細凹凸構造は、間隔ｉで形成された円錐状の突起３と、突起３間の凹部６とからなる。突起３の形状は、垂直方向に直交する断面積が、頂点７側から基材２側に、連続的に増大する形状であることが、屈折率を連続的に増大させることができ、波長による反射率の変動（波長依存性）を抑制し、可視光の散乱を抑制して低反射率にできることから好ましい。

突起３の間隔ｉ、すなわち突起３の頂点７とこれに隣接する突起３の頂点７との距離は、可視光の波長以下、すなわち４００ｎｍ以下とする。凸部の間隔ｉが４００ｎｍ以下であれば、可視光の散乱を抑制でき、反射防止フィルムとして光学用途に好適に用いることができる。

突起３の高さｈ、すなわち凹部６の底点８と突起３の頂点７との垂直距離は、波長により反射率が変動するのを抑制できる深さとすることが好ましい。具体的には、５０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましく、１５０ｎｍ以上が特に好ましく、１８０ｎｍ以上が最も好ましい。突起３の高さｈが１５０ｎｍ近傍では、人が一番認識し易い５５０ｎｍの波長の光の反射率を最も低くすることができる。突起３の高さｈが１５０ｎｍ以上になると、突起３の高さｈが高いほど、可視光領域における最高反射率と最低反射率の差が小さくなる。このため、突起３の高さｈが１５０ｎｍ以上になれば、反射光の波長依存性が小さくなり、目視での色味の相違は認識されなくなる。

突起３の間隔ｉおよび高さｈは、電界放出形走査電子顕微鏡（例えば、日本電子社製、ＪＳＭ−７４００Ｆ）によって加速電圧：３.００ｋＶの画像における測定により得られる測定値の算術平均値を採用する。

突起３は、図４に示すような、突起３の頂部が曲面である釣鐘状であってもよく、その他、垂直方向に直交する断面積が、頂点側から基材側に連続的に増大する形状を採用することができる。
微細凹凸構造は、図３および図４に示すものに限定されず、基材の片面または全面、もしくは全体または一部に形成してもよい。また、撥水性能を効果的に発現させるためには、突起の先端が細いことが好ましく、微細凹凸構造と水滴とが接触する面積ができるだけ少ないことが好ましい。

（中間層）
中間層５は、耐擦傷性、接着性等の諸物性を向上させるための層である。

（用途）
複数の突起を表面に有する部材の用途としては、反射防止部材（反射防止フィルム等）、防曇性部材、防汚性部材、撥水性部材、太陽電池用部材、発光素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子、ＬＥＤ素子等）の光取り出し効率向上部材、光導波路、レリーフホログラム、レンズ、偏光分離素子、細胞培養シート、建材（壁、屋根等）、窓材（自動車、電車、船舶等）等が挙げられる。これらのうち、大面積化が要求される反射防止フィルムとして特に有用である。
上述した微細凹凸構造を表面に有する反射防止フィルムは、高い耐擦傷性と優れた指紋除去性等の汚染物の除去効果とを有する。

（製造方法）
複数の突起を表面に有する部材は、複数の突起からなる微細凹凸構造を反転させた、複数の細孔からなる微細凹凸構造を有するロール金型を用いて、ロール金型の表面の複数の細孔を基材の表面に転写して製造される。ロール金型を用いる方法によって複数の突起を表面に有する部材を製造する方法によれば、簡易な方法で、かつ高い製造効率で反射防止フィルムを連続的に製造することができる。
ロール金型を用いる方法によって複数の突起を表面に有する部材を製造する場合、例えば、所望の反射防止機能を有する反射防止フィルムを製造する場合には、所望の微細凹凸構造を表面に有するロール金型を用いることが必須となる。

複数の突起を表面に有する部材の製造方法としては、例えば、下記の方法（α）、（β）が挙げられる。
（α）ロール金型と透明基材との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を配し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物がロール金型に接触した状態で、該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射して、該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることによってロール金型の微細凹凸構造が転写された表層を形成した後、微細凹凸構造を有する表層からロール金型を剥離する方法。
（β）ロール金型と透明基材との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を配し、ロール金型の表面の微細構造を活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に転写した後、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物からロール金型を剥離し、該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射して、該活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることによって微細凹凸構造を有する表層を形成する方法。

以下、（α）の方法について詳細に説明する。
図５に示すように、マンドレル２０に固定されたロール金型１８と、ロール金型１８の回転に同期してロール金型１８の外周面に沿って移動する帯状の基材２との間に、タンク２４から活性エネルギー線硬化性樹脂組成物２２を供給する。

ロール金型１８と、空気圧シリンダ２６によってニップ圧が調整されたニップロール２８との間で、基材２および活性エネルギー線硬化性樹脂組成物２２をニップし、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物２２を、基材２とロール金型１８との間に均一に行き渡らせると同時に、ロール金型１８の微細凹凸構造の細孔内に充填する。

ロール金型１８の下方に設置された活性エネルギー線照射装置３０から、基材２を通して活性エネルギー線硬化性樹脂組成物２２に活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物２２を硬化させることによって、ロール金型１８の表面の微細凹凸構造が転写された表層４を形成する。
剥離ロール３２により、表層４が形成された基材２をロール金型１８から剥離することによって、図３または図４に示すような部材１を得る。必要に応じて、ロール金型１８からの剥離後に活性エネルギー線を再度照射してもよい。

活性エネルギー線としては、可視光線、紫外線、電子線、プラズマ、熱線（赤外線等）が挙げられる。
活性エネルギー線照射装置３０における光源としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。
活性エネルギー線の照射量は、硬化が進行するエネルギー量であればよく、通常、１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ^２である。

活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、分子中にラジカル重合性結合および／またはカチオン重合性結合を有するモノマー、オリゴマー、反応性ポリマーを適宜含むものであり、非反応性のポリマーを含むものでもよい。また、活性エネルギー線ゾルゲル反応性組成物であってもよい。

また、上述のようなロール・トゥ・ロール方式を採用する場合、スリーブであるロール金型１８を内側から固定し、ロール金型１８を回転させるためのマンドレル２０が必要となる。
マンドレル２０としては、図６および図７に示すような、周方向に均等に８分割されたマンドレル本体３４と、マンドレル本体３４の両端から延びる回転軸３６とを有するものが挙げられる。

マンドレル２０にスリーブ（ロール金型１８）を装着させる手順は、まず、図８に示すように、マンドレル２０をロール金型１８の中空部に挿入し、その後、図９に示すように、マンドレル本体３４を拡径してロール金型１８の内周面に密着させる。
マンドレル本体３４を膨らませる方法としては、マンドレル本体３４の内部に配置された弾性袋に流体を入れ、膨らんだ弾性袋によってマンドレル本体３４も膨らませる方法；マンドレル本体３４を分割したラグから構成し、ラグの張出しによってマンドレル本体３４を膨らませる方法等が挙げられる。

（作用効果）
以上説明した本発明の、複数の突起を表面に有する部材にあっては、本発明のロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造されたものであるため、ロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられたものとなる。

＜反射防止機能を有する物品＞
本発明の、反射防止機能を有する物品は、本発明の部材からなる反射防止フィルムを用いたものである
反射防止機能を有する物品は、例えば、各種ディスプレイ（コンピュータ用液晶ディスプレイ、液晶テレビ、携帯電話用液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、陰極管表示装置等）、各種ディスプレイの前面板の表面および／または裏面、３Ｄ表示装置に用いられるレンチキュラーレンズシートや前面板の表面および／または裏面、タッチパネル装置の表面および／または裏面、反射防止の性能が求められる各種計器類の前面板、ミラーの表面、窓、時計文字板、太陽電池用カバーガラス、レンズ、ショーウィンドウ、眼鏡レンズ等の対象物の表面に反射防止フィルムを貼り付けたものである。

対象物における反射防止フィルムを貼り付ける部分が立体形状である場合は、あらかじめそれに応じた形状の反射防止フィルムを作製し、これを対象物の所定部分に貼り付ければよい。また、対象物がディスプレイである場合は、その表面に反射防止フィルムを直接貼り付けてもよく、その前面板に反射防止フィルムを貼り付けてもよく、前面板そのものを本発明の複数の突起を表面に有する部材から構成してもよい。

（作用効果）
以上説明した本発明の、反射防止機能を有する物品にあっては、本発明の部材からなる反射防止フィルムを用いたものであるため、ロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられたものとなる。

本発明のロール金型を用いて製造された複数の突起を表面に有する部材は、シームレスであり、大面積化が可能であり、かつロール金型の外周面のウェルドライン由来する外観不良が抑えられたものであるため、近年大型化傾向にある民生用テレビ用の反射防止フィルムとして極めて有用である。

１ 部材（複数の突起を表面に有する部材）
３ 突起
１０ アルミニウム基材
１２ 細孔
１４ 酸化皮膜（陽極酸化アルミナ）
１８ ロール金型
Ｄ 外径
Ｌ 長さ
Ｔ 肉厚

Claims (7)

1. 複数の細孔を有する陽極酸化アルミナがアルミニウム基材の外周面に形成された中空円柱状のロール金型の製造に用いられる中空円柱状のアルミニウム基材であって、
   軸方向の長さが８００ｍｍ以上であり、外径が２８０〜５５０ｍｍであり、肉厚が２０〜５０ｍｍである、アルミニウム基材。
2. アルミニウム純度が、９４．５〜９９．５質量％である、請求項１記載のアルミニウム基材。
3. マグネシウムの含有量が、０．１〜３質量％である、請求項１または２に記載のアルミニウム基材。
4. 複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルミニウム基材の外周面の少なくとも一部に形成された、ロール金型。
5. 請求項４に記載のロール金型の表面の複数の細孔を転写して製造された、複数の突起を表面に有する部材。
6. 反射防止フィルムである、請求項５に記載の部材。
7. 請求項６に記載の部材からなる反射防止フィルムを用いた、反射防止機能を有する物品。

Images