JP2015086402A - インプリント用ロール状金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡単な機構の装置で、インプリント用ロール状金型を製造することができるインプリント用ロール状金型の製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム基材１の円筒状の外周面に陽極酸化によって微細凹凸構造が形成されたインプリント用ロール状金型の製造方法であって、アルミニウム基材１が処理液Ｌに浸漬される処理工程を少なくとも１以上備え、処理工程が、アルミニウム基材を略水平に支持し、アルミニウム基材の下側部分を円筒の半径より低い高さ位置まで処理液に浸漬し、中心軸Ｐを中心に回転させることによって、アルミニウム基材の外周面全体を処理する工程である製造方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、概略的にはインプリント用ロール状金型の製造方法に関し、詳細には、アルミニウム基材の円筒状の外周面に陽極酸化によって微細凹凸構造が形成されたインプリント用ロール状金型の製造方法に関する。

可視光波長以下の周期の微細凹凸構造を表面に有するフィルムは、反射防止機能等を発現することから、その有用性が注目されている。特に、モスアイ（Ｍｏｔｈ−Ｅｙｅ）構造と呼ばれる微細凹凸構造は、屈折率が、空気の屈折率から材料の屈折率に連続的に増大していくため、有効な反射防止機能を発現することが知られている。

このような、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法としては、基材フィルム（被転写体）の表面に、モールドの表面に形成された微細凹凸構造を転写するインプリント法が挙げられる。インプリント法としては、例えば、特許文献１に示されている方法が知られている。

そして、特許文献１では、インプリント法で使用するモールドの製造方法として、高純度の円筒状アルミニウム素材の外表面を陽極酸化することで、アルミニウム素材の外表面に細孔を有する陽極酸化被膜を形成する方法が開示されている。

インプリント法では、上記のように陽極酸化を利用して製造されたモールド(転写ロール)と透明な基材フィルムとの間に紫外線硬化性樹脂を介在させた状態で、紫外線硬化性樹脂に紫外線を照射して硬化させることによって、モールドの表面に形成された微細凹凸構造が基材フィルムの表面に転写されたフィルムを得ている。

このため、インプリント法で使用するモールドには、細孔が所定且つ均一な深さに形成され、さらに、規則的に配列されていることが求められている。このような要請に応じ、インプリント法で使用するモールドの製造では、陽極酸化を二段階に分けて実施する方法が用いられる。すなわち、下記の工程（１）〜工程（３）を順次行うことによって、好ましい細孔を有する陽極酸化被膜を得ている。

（１）アルミニウム基材の表面を陽極酸化し、細孔が規則的に配列された酸化皮膜を形成する工程。
（２）リン酸水溶液やクロム酸／リン酸混合溶液に、アルミニウム基材を浸漬して酸化皮膜の少なくとも一部を除去し、工程（１）で形成された細孔の底部を規則的な窪みとして残す工程。
（３）再び陽極酸化を行い、工程（１）で形成された窪みを細孔発生点として、所定深さの細孔を形成する工程。

特許第４６５８１２９号公報

上記（１）ないし（３）の工程を含むモールドの製造では、ロール状のアルミニウム基材にアルミニウム基材を貫通して延びる軸部材を取り付け、この軸部材の両端を保持することによって、処理槽内の処理液へのアルミニウム基材の浸漬等が行われる。このとき、処理槽内部に配置された軸受け機構によって、アルミニウム基材を処理液に浸漬する方法があるが、軸受け機構を処理槽内部に設けた場合、軸受けの潤滑材や、部材が摺動することによるゴミやチリが処理液に混入する可能性がある。

一方、アルミニウム基材の外表面に可視光波長以下の周期で微細凹凸構造を形成する場合には、微小なゴミやほこりがアルミニウム基材表面に付着しただけでも、微細凹凸構造の形成に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、処理槽の側壁に切欠き部を設け、軸部材の両端部をこの切欠き部を通して処理槽外に延ばし、処理槽外に配置した軸受け機構で軸部材の両端を支持する機構が提案された。

しかしながら、切欠き部から電解液や処理液等の処理液が漏れ出るという問題が発生するため、切欠き部に止水構造を設ける必要があるが、止水構造が複雑になる等の問題があった。また、工程終了後の機器の洗浄や止水構造の保全管理にも多大な労力が必要となってしまう。

このために、処理槽を二層構造とし、内側の処理槽本体から漏れ出た処理液を外側の槽で受けた後、内部の処理槽本体に送り返す機構が提案された。

しかしながら、この機構では、漏れ出す処理液と、内側の処理槽に送り返す処理液の量を略同一に保つ必要があり、処理液の正確な流量制御が必要となる、処理装置全体の構造が複雑になる等の課題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、より簡単な機構の装置で、インプリント用ロール状金型を製造することができるインプリント用ロール状金型の製造方法を提供することを目的としている。

本発明によれば、
アルミニウム基材の円筒状の外周面に陽極酸化によって微細凹凸構造が形成されたインプリント用ロール状金型の製造方法であって、
前記アルミニウム基材が処理液に浸漬される処理工程を１以上備え、該処理工程が、前記アルミニウム基材を略水平に支持し、前記アルミニウム基材の下側部分を円筒の半径より低い高さ位置まで前記処理液に浸漬し、中心軸を中心に回転させることによって、前記アルミニウム基材の外周面全体を処理する工程である、
ことを特徴とする製造方法が提供される。

このような構成によれば、より簡単な機構の装置で、インプリント用ロール状金型を製造することができる。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記処理工程における下側部分を前記円筒の半径より低い高さ位置が、前記アルミニウム基材の下側部分の５０％（体積比）以下が処理液に浸漬する位置である。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記処理工程における下側部分を前記円筒の半径より低い高さ位置が、前記アルミニウム基材の下側部分のほぼ１０％（体積比）が処理液に浸漬する位置である。

本発明の他の好ましい態様によれば、
前記アルミニウム基材は、端部が該アルミニウム基材の両端から外方に延びる中心軸によって支持され、
前記処理液が収容される処理槽の両側壁には、該側壁の上端から下方に向かって延び前記中心軸が挿通可能な切り込み部が形成され、
前記アルミニウム基材の処理液への浸漬が、前記切欠き部に前記中心軸を挿通させることによって行われる。

本発明の好ましい実施形態の製造方法が含まれる微細凹凸構造を形成する方法を模式的に示した図である。 本発明の好ましい実施形態の製造方法を行う処理槽を模式的に示した正面断面図である。 本発明の好ましい実施形態の製造方法を行う処理槽を模式的に示した側面図である。 本発明の好ましい実施形態の製造方法で製造したロール状金型を用いて製造された微細凹凸構造を表面に有する物品の模式的な断面図である。 本発明の好ましい実施形態の製造方法で製造したロール状金型が組み込まれた微細凹凸構造を表面に有する物品を製造する装置の模式図である。

以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施形態のインプリント用ロール状金型の製造方法について説明する。

本明細書において、「微細凹凸構造」または「微細凹凸形状」とは、凸部または凹部の平均間隔（周期）が可視光波長以下（４００ｎｍ以下）の構造または形状を意味する。
「矩形」とは、略矩形も包含し、例えば、四辺の一部に切欠き等が設けられた形状、面取りが行われている形状も、全体としてほぼ矩形であれば、この「矩形」に含まれる。

本明細書において、「活性エネルギー線」とは、可視光線、紫外線、電子線、プラズマ、熱線（赤外線等）等を意味する。
また、本明細書において、（ポリ）オキシアルキレンアルキルリン酸化合物は、オキシアルキレン基を１つ有するオキシアルキレンアルキルリン酸化合物またはオキシアルキレン基を２つ以上有するポリオキシアルキレンアルキルリン酸化合物を意味する。
更に、本明細書において、「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートまたはメタクリレートを意味する。

本実施形態のインプリント用ロール状金型の製造方法は、例えば、下記の工程（ａ）〜（ｇ）を含む。

（ａ）アルミニウム基材の表面状態を平滑化（鏡面化）にするために、切削加工および／または研磨加工を行う工程。
（ｂ）アルミニウム基材を電解液中で陽極酸化してアルミニウム基材の表面に酸化皮膜を形成する工程。
（ｃ）酸化皮膜の一部または全てを除去し、細孔発生点を形成する工程。
（ｄ）アルミニウム基材を電解液中で、再度、陽極酸化し、細孔発生点を起点に細孔が発生した酸化皮膜を形成する工程。
（ｅ）酸化皮膜の一部を除去し、細孔の径を拡大させる工程。
（ｆ）電解液中で、再度、陽極酸化する工程。
（ｇ）工程（ｅ）と工程（ｆ）を繰り返し行う工程。

次に、上記工程（ａ）ないし工程（ｇ）について説明する。

工程（ａ）：
工程（ａ）では、ロール状金型の材料であるアルミニウム基材の表面に切削加工および／または研磨加工を施し、円筒状の外周面が所定の平滑度を有するように平滑化された（図１（ａ））にアルミニウム基材１を得る。

ロール状金型を用いフィルム等を賦型する際には温調機能が必要とされることが多いため、アルミニウム基材としては、ロール内部に冷熱媒を通過させるためにスリーブ状構造などの中空もしくは数箇所に分けられた貫通穴加工が施されている円筒状のアルミニウム基材が用いられること多い。しかしながら、アルミニウム基材は円柱状でもよい。

アルミニウム基材１のアルミニウムの純度は、９９％以上が好ましく、９９．５％以上がより好ましく、９９．８％以上がさらに好ましい。アルミニウムの純度が低いと、陽極酸化の際に、不純物の偏析により可視光を散乱する寸法の凹凸構造が形成されたり、細孔の規則性が低下したりするためである。

また、アルミニウム基材は、切削加工する際に用いた油や研磨加工の際に用いたスラリー等が付着していることがあるため、切削加工後に脱脂処理されることが好ましい。

工程（ｂ）：
工程（ｂ）では、アルミニウム基材１の表面部分１０（図１（ａ））を陽極酸化して、図１（ｂ）に示すように、細孔１２を有する酸化皮膜１４が形成される。電解液としては、硫酸、シュウ酸、リン酸等が使用される。
尚、工程（ｂ）に先立ち、アルミニウム基材の長さより長い軸部材がアルミニウム基材の中心に取り付けられ、軸部材の両端部を保持してアルミニウム基材を運搬、浸漬等が行われる。

以下にシュウ酸を電解液として用いる場合の具体例を説明する。
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、電流値が高くなりすぎて酸化皮膜の表面が粗くなることがある。化成電圧が３０〜６０Ｖの時、周期が１００ｎｍの規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナを得ることができる。化成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」といわれる現象がおこり、細孔が壊れたり、表面が溶けて細孔の規則性が乱れたりすることがある。

以下に硫酸を電解液として用いる場合の具体例を説明する。
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、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。化成電圧が２５〜３０Ｖの時、周期が６３ｎｍの規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナを得ることができる。化成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」といわれる現象がおこり、細孔が壊れたり、表面が溶けて細孔の規則性が乱れたりすることがある。

工程（ｃ）：
工程（ｃ）では、工程（ｂ）で表面が陽極酸化されたアルミニウム基材が処理槽内の処理液に浸漬され、図１（ｃ）に示すように、酸化皮膜１４の一部または全てが一旦除去される。

陽極酸化の細孔発生点１６にすることで細孔の規則性を向上させることができる。酸化皮膜１４の一部を残して除去する場合には、酸化皮膜１４中の規則性が十分に高められた部分を残すようにして酸化皮膜の除去を行ってもよい。

酸化皮膜を除去する方法としては、リン酸水溶液に所定時間アルミニウム基材を浸漬する方法や、アルミニウムを溶解せず、酸化皮膜を選択的に溶解する溶液に溶解させて除去する方法が挙げられる。酸化皮膜を選択的に溶解する溶液としては、例えば、クロム酸／リン酸混合液等が挙げられる。

工程（ｄ）：
工程（ｄ）では、図１（ｄ）に示すように、酸化皮膜が除去されアルミニウム基材１の表面部分１０が再度、陽極酸化させられ、円柱状の細孔１２を有する酸化皮膜１４が形成される。

工程（ｄ）での陽極酸化は、工程（ｂ）と同様な条件で行われるのが好ましい。工程（ｃ）の効果が失われない範囲であれば、工程（ｄ）での陽極酸化の電圧、電解液の種類、温度等を適宜調整することが可能である。陽極酸化の時間を長くするほど深い細孔を得ることができる。

工程（ｅ）：
工程（ｅ）では、図１（ｅ）に示すように細孔１２の径を拡大させる処理（以下、「細孔径拡大処理」とする。）が行われる。細孔径拡大処理は、酸化皮膜を溶解する溶液に浸漬して陽極酸化で得られた細孔の径を拡大させる処理である。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。
細孔径拡大処理の時間を長くするほど、細孔径は大きくなる。

工程（ｆ）：
工程（ｆ）では、再度、陽極酸化が行われ、図１（ｆ）に示すように、円柱状の細孔１２の底部から下方に延ばされる、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（ｂ）と同様な条件で行われるのが好ましい。陽極酸化の時間を長くするほど深い細孔を得ることができる。

工程（ｇ）：
工程（ｇ）では、工程（ｅ）の細孔径拡大処理と工程（ｆ）の陽極酸化とを繰り返し、図１（ｇ）に示すように、直径が開口部から深さ方向に連続的に減少する形状の細孔１２を有する酸化皮膜１４が形成され、アルミニウム基材１の表面１０に陽極酸化アルミナ（アルミニウムの多孔質の酸化皮膜（アルマイト））を有するモールド１８を得る。最後は、工程（ｅ）で終わることが好ましい。

工程（ｅ）と工程（ｆ）の繰り返し回数は、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回以下の場合、形成された細孔では、直径が階段状に減少している。このような細孔を表面に有するロール状金型で製造したフィルムの反射率低減効果は不十分となるためである。

細孔１２の形状としては、略円錐形状、角錐形状、円柱形状等が挙げられる。円錐形状、角錐形状等のように、深さ方向と直交する方向の細孔断面積が最表面から深さ方向に連続的に減少する形状が好ましい。
細孔１２の形状は、陽極酸化とエッチング（酸化皮膜除去）との繰り返し条件により決定される。

このようにして、外周面に微細凹凸構造が形成されたロール状金型を得る。

尚、本実施形態では、細孔１２間の平均間隔は、可視光の波長以下、すなわち４００ｎｍ以下である。細孔１２間の平均間隔は、２０ｎｍ以上が好ましい。細孔１２間の平均間隔とは、電子顕微鏡観察によって隣接する細孔１２間の間隔（細孔１２の中心から隣接する細孔１２の中心までの距離）を５０点測定し、これらの値を平均したものである。

本実施形態では、細孔１２の深さは、平均間隔が１００ｎｍの場合は、８０〜５００ｎｍが好ましく、１２０〜４００ｎｍがより好ましく、１５０〜３００ｎｍが特に好ましい。細孔１２の深さは、電子顕微鏡観察によって倍率３００００倍で観察したときにおける、細孔１２の最底部と、細孔１２間に存在する凸部の最頂部との間の距離を測定した値である。

本実施形態では、細孔１２のアスペクト比（細孔の深さ／細孔間の平均間隔）は、０．８〜５．０が好ましく、１．２〜４．０がより好ましく、１．５〜３．０が特に好ましい。

次いで、上記工程（ｃ）に用いられる処理槽２０の構成について説明する。
図２は、処理槽２０の構成を示す模式的な正面からの断面図であり、図３は、図２の処理槽２０の側面図である。

図２および図３に示されているように、処理槽２０は、処理槽本体２２と処理液供給部２４とを備えている。
処理槽本体２２は、上端が開口した直方体形状を有している。処理槽本体２２の長軸方向の長さは、アルミニウム基材１に取付けられる軸部材２６の長さより短く設定されている。処理槽本体２２は、処理液Ｌを収容し、この処理液Ｌに中空円柱状のアルミニウム基材１が浸漬される。

処理槽本体２２の長手方向両端の側壁２２ａには、切欠き部２２ｂが形成されている。切欠き部２２ｂは、軸部材２６の直径より僅かに大きな幅を有し、側壁２２ａの幅方向中央位置で側壁２２ａの上縁から下方に向かって延び、側壁２２ａの上下方向ほぼ中央の高さ位置で終端している。

処理槽本体２２の底部２２ｃの内面は、処理槽本体２２に浸漬される円筒状のアルミニウム基材１の周面（外周面）に沿うように、円弧状に湾曲していることが好ましい。底部２２ｃの内面が円弧状に湾曲していることで、断面が略矩形状の処理槽を用いる場合と比較して、処理液の使用量を削減することができる。なお、「円弧状」とは、正確な円弧に限定されるものではなく、弧状の湾曲した他の形状も含む。

このような構成によって、軸部材２６の端部２６ａの各々が処理槽本体２２の側壁２２ａの切欠き部２２ｂに挿通され更に外方に突出した状態で、処理液Ｌを収容した処理槽本体２２内にアルミニウム基材１を配置することができる。

切欠き部２２ｂから処理槽本体２２の外側に伸びる軸部材２６は、回転駆動装置（図示されず）に接続され、軸部材２６およびアルミニウム基材１が回転駆動されるように構成されている。アルミニウム基材１の回転速度は、基材の表面を一様に処理する観点から、毎分１回転（１ｒｐｍ）以上であることが好ましく、３ｒｐｍ以上であることがより好ましく、アルミニウム基材の表面に付着した処理液Ｌを飛散させないという観点から、３０ｒｐｍ以下であることが好ましく、２５ｒｐｍ以下であることがより好ましい。

処理槽本体２２の寸法は、内部にアルミニウム基材１を収容できる寸法であれば特に制限されない。しかしながら、図２および図３に示されるように、アルミニウム基材１を内部に配置したとき、アルミニウム基材１の外周面と処理槽本体２２の底面２２ｃとの間に十分な広さの空隙が形成されることが必要である。

具体的には、円筒状のアルミニウム基材１の中心軸Ｐから処理槽本体２２の底面２２ｃまでの距離Ｄが、基材Ａの半径（ｒ）の１．２５〜２倍であることが好ましい。距離Ｄを半径（ｒ）の１．２５倍以上とすることで、アルミニウム基材１を処理槽本体２２内に配置する際に、アルミニウム基材１が処理槽本体２２の壁や処理液供給部２４と接触し、アルミニウム基材１の表面が傷つくことを防止できる。また、アルミニウム基材１の外周面全体を適切に処理できる量の処理液Ｌを処理槽本体２２内に収容することができる。さらに、距離Ｄを半径（ｒ）の２倍以下とすることで、処理液Ｌの使用量が多くなりすぎることを抑制できる。

処理槽本体２２は、処理液Ｌとして用いられるリン酸水溶液、クロム酸／リン酸混合水溶液に対して耐食性を有する材料、例えばステンレス、チタン、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などで形成されている。

処理液供給部２４は、処理槽本体２２に処理液Ｌを供給するものであり、図２に示すように、処理槽本体２２の長手方向に沿うように、処理槽本体２２の後壁２２ｄ側に設けられている。

処理液供給部２４は、水平方向に延びる供給管２４ａと、供給管２４ａに接続され下方に延びる吐出部２４ｂとを備えている。供給管２４ａは、二重管構造を備え、ポンプ（図示略）等によって内側の管に送り込まれた処理液が、この管の中を流れつつ内側の管の吐出口から外側の管に排出され、外側の管を流れつつ外側の管の吐出口から吐出部２４ｂに排出される。

内側および外側の管の吐出口は、内側および外側の管の長手方向に沿って連続的にスリット状に形成されていても、断続的に形成されていてもよい。

吐出部２４ｂの下端は、処理槽本体２２の底部２２ｃの円弧形状付近に位置している。
このような構成によって、処理液供給部２４から供給される処理液Ｌは、処理槽本体２２の底部の円弧形状に沿って処理槽本体２２内に注ぎ込まれるので、処理液Ｌを入れる際に、処理液Ｌが飛び散り、切欠き部から処理槽本体２２の外に飛散することを防止できる。

供給管２４ａおよび吐出部２４ｂは、処理液Ｌとして用いられるリン酸水溶液、クロム酸／リン酸混合水溶液に対する耐腐食性を有する材料、例えばステンレス、チタン、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などで形成される。

処理槽２０には、処理槽本体２２から処理液Ｌを排出する排出部２８が設けられている。排出部２８は、図３に示されるように処理液供給部２４と、幅方向に対向する位置に設けられることが好ましい。このように配置することで、処理液供給部２４から供給された処理液Ｌが、処理槽本体２２の底部の円弧形状部分に沿って排出部２８へとスムーズに移動できる。

排出部２８から排出された処理液Ｌを、排出部２８に接続された温度調整機構（図示せず）によって所定温度に調整し、さらにフィルター等を通して微小な粒子等を除去した後、再び、処理液供給部２４から処理槽本体２２に供給する構成でもよい。

上述のように、処理槽本体２２から所定量の処理液Ｌを排出し、温度を調整後に処理槽本体２２に返送することで、処理液Ｌの温度を一定に保つことができる。なお、温度を厳密に管理する必要がない場合は、排出部２８から処理液Ｌを連続的に排出する必要はなく、処理槽本体２２内部に貯留されている処理液Ｌのみを用いてアルミニウム基材１の表面を処理してもよい。

アルミニウム基材１の搬送、保持するときは、軸部材２６の両端に図２に示されているようなチャック用部材Ｃが装着され、チャック用部材Ｃを利用してアルミニウム基材１の搬送、処理槽２０内への配置が行われる。なお、このチャック用部材Ｃは、アルミニウム基材１を処理槽本体２２内に配置したとき、処理槽本体２２の外部に位置することになる。

このような構成によって、処理槽２０の上部に機械的な接点や稼働部を設ける必要がなくなるため、アルミニウム基材１の搬送の際に発生する微小なチリやゴミ等が、処理槽２０の内部に入ってしまうことを防止することができる。また、軸部材２６を保持する部分であるチャック用部材Ｃが、処理液Ｌに接触することがないため、チャック用部材Ｃが処理液Ｌにより腐食されないようにするための特殊なコーティング等を施す必要がなく、さらに洗浄や保守管理も大幅に簡便なものとすることができる。

本実施形態のロール状金型の製造方法では、上記工程（ｃ）において、アルミニウム基材１が処理槽本体２２に収容された処理液に浸漬され、処理が行われる。

処理槽本体２２に収容される処理液Ｌの量は、切欠き部２２ｂの底部２２ｅに軸部材２６の両端部２４ａを支持させて、アルミニウム基材１を処理液Ｌが収容された処理槽本体２２内に略水平に配置したとき、アルミニウム基材１の下方側の部分（体積で全体の１０％、表面積で２５％）が処理液Ｌに浸漬され、且つ、処理液Ｌの液面が、切欠き部２２ｂの底部２２ｅより低い高さ位置に位置する量である。したがって、アルミニウム基材１は、上側部分の体積比で９０％の部分が、処理液Ｌに浸漬しない状態となる。なお、アルミニウム基材１の表面を処理する際に、アルミニウム基材を略水平に保持することが好ましいが、厳密に水平である必要はない。アルミニウム基材を略水平に保持する、とは、円筒状のアルミニウム基材１の中心軸が水平方向に対して±５度傾斜していても構わないことを意味する。

処理槽本体２２に収容される処理液Ｌの量は、アルミニウム基材１を処理液Ｌに浸漬したとき、処理液Ｌの液面が、処理槽本体２２の長手方向両端の側壁２２ａの切欠き部２２ｂの底部２２ｅより低い高さ位置に位置する量より少ない量であれば、上記量に限定されない。
また、処理液Ｌの量の下限は、アルミニウム基材１の少なくとも一部が浸漬される量であればよい。

上記工程（ｃ）では、上述したようにアルミニウム基材１の下側部分の１０％を処理液Ｌに浸漬させた状態で軸部材２６を回転させることによって、アルミニウム基材１を処理液Ｌ内で回転させながら、酸化皮膜の除去が行われる。

このような条件でアルミニウム基材１を処理することで、アルミニウム基材の表面を一様に処理することができる。

上述した処理槽２０は、処理槽本体２２に切欠き部２２ｂが形成されているため、切欠き部２２ｂ内に、アルミニウム基材１を支持する軸部材を配置することによって、軸部材２６で支持されたアルミニウム基材１を処理槽本体２２内に容易に配置することができる。

また、処理液Ｌの量が、アルミニウム基材１の浸漬時の処理液の液面が切欠き部２２ｂの底部２２ｅの高さ位置より低い位置となるように設定されるので、リン酸やクロム酸／リン酸混合水溶液等を含む処理液の液漏れを防ぐための複雑な封止構造を設ける必要がなく、より簡便にアルミニウム基材１の表面処理を行うことができる。また、アルミニウム基材１を完全に浸漬させる場合と比較して、リン酸やクロム酸／リン酸混合水溶液等の使用量を大幅に低減できることから、使用後のリン酸やクロム酸／リン酸混合水溶液の処理に係る人的、経済的負担を大幅に軽減することができる。
さらに、表面処理終了後の処理槽２０などの洗浄も容易となることから、洗浄水の使用量を格段に低減できる。

また、上述の説明においては、処理槽２０を工程（ｃ）に用いる場合を説明したが、処理槽２０と実質的に同一の構造を有する槽を用いた上述の浸漬方法を、他の工程で使用してもよい。

例えば、処理槽２０と実質的に同一の構造の電解処理槽にシュウ酸などの電解液を収容し、アルミニウム基材を切欠き部の底部に配置した状態でアルミニウム基材の少なくとも一部分が電解液に浸漬されるように電解液の量を調整し、アルミニウム基材１を回転駆動させながら電圧を印加することで、上記工程（ｂ）や工程（ｄ）の陽極酸化処理を行ってもよい。

さらに、処理液がリン酸等である上記工程（ｅ）の細孔径拡大処理で、処理槽２０と同様の構成を有する槽を用いて上述した浸漬方法を採用してもよい。

また、工程（ａ）〜（ｇ）を経て製造された転写ロールの表面を、離型剤等により処理する工程（ｈ）がさらに行われてもよく、この工程（ｈ）において、処理槽２０と同様の構成を有する槽を用いて上述した浸漬方法を採用してもよい。

この工程（ｈ）では、処理液として離型剤溶液を用いることで、工程（ａ）〜（ｇ）で得られた微細凹凸構造が形成された転写ロールの表面を離型剤で被覆処理する。このように金型本体の表面を被覆処理することにより、離型性が向上され、ロール状金型の微細凹凸構造を基材シートに転写する際に、転写に用いる樹脂材料が微細凹凸構造の凹部に詰まるのを抑制できる。特に、表面にナノメートルオーダーの微細な凹凸構造が形成されたロール状金型を転写に用いる場合には、一旦、樹脂材料が凹部に詰まると除去するのが難しいため、金型本体の表面を被覆処理しておく必要がある。なお、金型本体の表面を被覆処理する前に、表面状態を清浄な状態にしておくことが好ましく、特にシミ、異物等の付着がある場合は、これらを除去しておくのが好ましい。

さらにまた、処理液として水などの洗浄液を用いて、陽極酸化処理されたアルミニウム基材１や、クロム酸／リン酸水溶液で処理されたアルミニウム基材１の洗浄を行ってもよい。このとき、処理槽２０と同様の構成を有する槽を用いて上述した浸漬方法を採用してもよい。この場合、電解液やクロム酸／リン酸水溶液などが溶解した洗浄液の発生を少なくできるため、洗浄水の処理に係る人的、経済的負担を大幅に軽減することができる。

次に、本実施形態の製造方法によって製造されたロール状金型が組み込まれる装置について説明する。この装置は、表面に微細凹凸構造を有するシート状部材を製造する装置である。

まず、装置によって製造される、表面に微細凹凸構造を有するシート状部材３０について説明する。図４は、微細凹凸構造を有する部材であるシート状部材３０の構造を示す模式的な断面図である。図４に示されているように、シート状部材３０は、透明基材であるフィルム３２の表面に、硬化樹脂による微細凹凸構造部３４が形成されている公知のシート状部材である。

微細凹凸構造部３４は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなり、多数の略円錐形状凸部によって構成された所謂モスアイ構造を有している。微細凹凸構造部３４は、未硬化の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に、上述した製造方法によって製造されたロール状金型の表面の微細凹凸構造の形状が転写されることにより形成されている。

微細凹凸構造を構成する微細凸部は、略円錐形状の他、角錐形状等の突起（凸部）等でもよい。モスアイ構造は、微細凸部間の間隔が可視光の波長以下であり、空気の屈折率から材料の屈折率へと連続的に屈折率が増大していくため、有効な反射防止の手段となる。このため、シート状部材３０、例えば、画像表示装置（テレビ、携帯電話のディスプレイ等）、展示パネル、メーターパネル等の対象物の表面に貼り付けられたり、インサート成形されたりして、反射防止膜として使用される。

また、対象物が画像表示装置である場合には、微細凹凸構造を前面板の表面に貼り付けてもよい。

更に、シート状部材３０は、表面の微細凹凸構造によって撥水性を発揮するので、風呂場の窓や鏡、太陽電池部材、自動車のミラー、看板、メガネのレンズ等の、水、または蒸気等にさらされる物品用の撥水膜としても使用される。

さらにまた、微細凹凸構造を表面に有する部材は、上述した用途以外にも、光導波路、レリーフホログラム、光学レンズ、偏光分離素子等の光学用途や、細胞培養シートとしても使用できる。

次に、本実施形態のロール状金型製造方法によって製造されたロール状金型が組み込まれる装置４０の構成を説明する。この装置は、表面に微細凹凸構造が形成されたシート状部材を製造する装置である。図５は、装置４０の構成を示す模式的な図面である。

製造装置４０は、表面に微細凹凸構造を有するロール状金型（転写ロール）４２を備えている。製造装置４０は、更に、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４を供給するタンク４６と、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４を介して透明フィルム３２をロール状金型４２に押し付ける押圧装置４８と、活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置５０と、剥離ロール５２と、を備えている。
ロール状金型４２は、上記本実施形態の製造方法に従って製造された転写ロールである。

活性エネルギー線照射装置５０としては、例えば、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、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化が進行するエネルギー量であればよく、通常、１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ²程度である。

押圧装置４８は、空気圧シリンダ５２と、シリンダ５２に取り付けられたニップロール５４とを有し、空気圧シリンダ５２が伸張することにより、ニップロール５４が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４を介して透明フィルム３２をロール状金型４２に押し付けるように構成されている。

次に、製造装置４０の動作について説明する。
図５に示されているように、長尺状の透明フィルム３２が、矢印Ａ方向に一定速度で回転するロール状金型４２に向けて連続的に供給される。この透明フィルム３２の上面(ロール状金型４２側の面)に、タンク４６により活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４が供給される。

上面に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４が供給されたフィルム３２は、押圧装置４８のニップロール５４と、ロール状金型４２との間に搬送される。空気圧シリンダ５２を伸張させることにより、ニップロール５４とロール状金型４２の間で、フィルム３２と活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４とが挟持され、ロール状金型の外周面に向けて押し付けられる。この結果、フィルム３２の上面に供給された活性エネルギー線硬化性樹脂組成物４４が、フィルム３２とロール状金型４２との間に均一に行き渡らせられ、ロール状金型４２の微細凹凸構造の凹部内に充填される。

次に、回転するロール状金型４２の下方に設置された活性エネルギー線照射装置５０が、活性エネルギー線を透明フィルム３２とロール状金型４２の外周面との間に介在する活性エネルギー線効果性樹脂組成物を硬化させる。この結果、透明フィルム３２の表面に、ロール状金型４２の凹部と相捕的な形状の微細凸部を有する微細凹凸部３４が形成される。

次に、剥離ロール５２により、フィルム３２の表面に硬化樹脂層３４が形成されたシート状部材３０がロール状金型４２から剥離される。

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。

１：アルミニウム基材
２０：処理槽
２２：処理槽本体
２２ａ：側壁
２２ｂ：切欠き部
２２ｃ：底部
２２ｄ：後壁
２４：処理液供給部
２４ａ：供給管
２４ｂ：吐出部
２６：軸部材
２８：排出部
Ｌ：処理液

Claims (5)

1. アルミニウム基材の円筒状の外周面に陽極酸化によって微細凹凸構造が形成されたインプリント用ロール状金型の製造方法であって、
   前記アルミニウム基材が処理液に浸漬される処理工程を少なくとも１以上備え、該処理工程が、前記アルミニウム基材を略水平に支持し、前記アルミニウム基材の下側部分を円筒の半径より低い高さ位置まで前記処理液に浸漬し、中心軸を中心に回転させることによって、前記アルミニウム基材の外周面全体を処理する工程である、
   ことを特徴とする製造方法。
2. 前記処理工程における下側部分を前記円筒の半径より低い高位置さが、前記アルミニウム基材の下側部分の５０％（体積比）以下が処理液に浸漬する位置である、
   請求項１に記載の製造方法。
3. 前記処理工程における下側部分を前記円筒の半径より低い高さ位置が、前記アルミニウム基材の下側部分のほぼ１０％（体積比）が処理液に浸漬する位置である、
   請求項２に記載の製造方法。
4. 前記アルミニウム基材は、端部が該アルミニウム基材の両端から外方に延びる中心軸によって支持され、
   前記処理液が収容される処理槽の両側壁には、該側壁の上端から下方に向かって延び前記中心軸が挿通可能な切り込み部が形成され、
   前記アルミニウム基材の処理液への浸漬が、前記切欠き部に前記中心軸を挿通させることによって行われる、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の製造方法。
5. 前記処理液が、クロム酸／リン酸混合液であることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の製造方法。

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