JP2013082198A - 成形金型およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】成形金型10の基材12の表面に金属めっき層14aを形成し、形成された金属めっき層14aの表面に化学的にエッチングを施す。これにより、成形金型10の転写面に微細で深い凹凸が形成される。凹凸の細かさは、例えば金属めっき層14aの表面の金属粒子の粒子径により制御することができる。また、凹凸の深さは、例えばエッチング量により制御することができる。
【選択図】図1
Description
<ニッケルめっき液の調製>
硫酸ニッケル六水和物20g/L、次亜リン酸ナトリウム一水和物(還元剤)25g/L、乳酸(錯化剤)27g/L、プロピオン酸(錯化剤)2.5g/LよりなるpH4.8のニッケルめっき液を調製した。
平均粒径0.2μmのPTFE微粒子10g/Lをカチオン性界面活性剤(ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド)0.2g/Lにより水中に分散させて、分散液を調製した。次いで、硫酸ニッケル六水和物20g/L、次亜リン酸ナトリウム一水和物(還元剤)25g/L、乳酸(錯化剤)27g/L、プロピオン酸(錯化剤)2.5g/Lよりなる基本めっき液中に分散液を添加して、PTFE粒子含有ニッケルめっき液を調製した。
硫酸150g/L、過酸化水素15g/L、フェニルテトラゾール0.1g/L、塩化ナトリウム(塩素イオンとして5ppm)、ベンゼンスルホン酸4.0g/LよりなるpH1.0未満のエッチング液を調製した。
100mm角、厚さ2mmのゴムシート成形金型の表面に、上記のニッケルめっき液を用いて、めっき液温度90℃、めっき時間30分の条件で無電解ニッケルめっきを行うことにより下地層を形成した(厚さ10μm)。次に、銅めっき液(奥野製薬工業社製「OPCカッパーT」)を用いて、めっき液温度60℃、めっき時間4時間の条件で無電解めっきを行うことにより無電解銅めっき層を形成した(厚さ35μm)。次に、上記エッチング液を用いて、温度30℃、処理時間120秒にてエッチング処理を行った。次に、上記のPTFE粒子含有ニッケルめっき液を用いて、めっき液温度90℃、めっき時間10分の条件で無電解めっきを行うことにより離型層を形成した(厚さ1μm)。これにより、実施例1の成形金型を得た。
<成形金型の作製>
100mm角、厚さ2mmのゴムシート成形金型の表面にブラスト処理を行った。ブラスト処理は、平均粒径50μmのアルミナ粒子(昭和電工社製シングルモランダム)を投射材として用い、吐出圧1.0bar、処理速度10mm/sec.にて行った。次に、実施例と同様、PTFE粒子含有ニッケルめっき液を用いて、めっき液温度90℃、めっき時間10分の条件で無電解めっきを行うことにより離型層を形成した(厚さ1μm)。これにより、比較例の成形金型を得た。
JIS B0601に準拠して、成形金型の表面の3つの位置において、それぞれの位置の任意の3点で、表面粗さ計(東京精密社製「サーフコム1400D」)を用いて測定し、測定した合計9点(3点×3つの位置)での平均値とした。基準線長さおよびカットオフ値はそれぞれ0.8mmとした。
JIS B0601に準拠して、成形金型の表面の3つの位置において、それぞれの位置の任意の3点で、表面粗さ計(東京精密社製「サーフコム1400D」)を用いて測定し、測定した合計9点(3点×3つの位置)での平均値とした。
成形金型の表面の3つの位置において、キーエンス社製レーザー顕微鏡「VK−9510」を用いて0.6mm2の範囲の表面積を実測したものである。
下記の式1により算出した。
(式1)
エッチング量[μm]=(エッチング前後での重量変化[g])÷(めっき金属の比重[g/cm3])×(処理面積[cm2])×10−4
シリコーンゴム(信越化学工業(株)製、「KE−1204A/B」、混合質量比A/B=50/50)を混合し、成形金型に注型し、100℃×30分加熱した後、脱型した。このゴム成形体の表面には、成形金型の型表面に形成された凹凸に対応する凹凸が型転写により形成されている。
12 成形金型の基材
14 めっき
14a 下地層
14b 金属めっき層
14c 離型層
Claims (11)
- 成形金型の基材の表面に金属めっき層が形成されており、該金属めっき層の表面が化学的にエッチングされることにより前記成形金型の転写面に凹凸が形成されていることを特徴とする成形金型。
- 前記成形金型の転写面の凹凸が、前記金属めっき層の表面の金属粒子の粒界が化学的にエッチングされることにより形成されていることを特徴とする請求項1に記載の成形金型。
- 前記金属めっき層の表面の金属粒子の粒子径が、2〜10μmの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の成形金型。
- 前記金属めっき層の金属が、銅またはニッケルであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の成形金型。
- 前記成形金型の転写面の凹凸によって、前記成形金型の転写面の算術平均粗さRaが0.8〜2.0μm、十点平均粗さRzが15〜40μm、前記成形金型の表面の表面積比S/S0が4.0以上に設定されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の成形金型。
ただし、Sは前記成形金型の転写面の実測表面積であり、S0は前記成形金型の転写面が平坦面であるとしたときの理論表面積である。 - 前記金属めっき層の表面には、さらに離型層が形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の成形金型。
- 前記離型層が、フッ素樹脂粒子が分散された金属めっき層であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の成形金型。
- 前記成形金型の基材と前記金属めっき層との間には、さらに下地層が形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の成形金型。
- 成形金型の基材の表面に金属めっき層を形成する工程と、該金属めっき層の表面を化学的にエッチングして前記成形金型の転写面に凹凸を形成する工程とを有することを特徴とする成形金型の製造方法。
- 前記金属めっき層の表面の金属粒子の粒子径を、2〜10μmの範囲内に設定することを特徴とする請求項9に記載の成形金型の製造方法。
- 前記金属めっき層の表面に施すエッチング量を、5〜28μmの範囲内に設定することを特徴とする請求項9または10に記載の成形金型の製造方法。
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