JP3726301B2

JP3726301B2 - Stamper manufacturing method

Info

Publication number: JP3726301B2
Application number: JP03221295A
Authority: JP
Inventors: 秀夫阿部; 秀夫佐藤; 千彦山田; 泰弘菊地; 正樹水沢
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1994-05-02
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JPH0819827A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、プレス成型等に用いられるスタンパの製造方法に関し、寸法再現性が向上したスタンパの製造方法に関する。
【０００２】
前記スタンパとしては、レンチキュラー板やフレネルレンズ等の成型用スタンパがあり、成型法としては加熱プレスや、加熱加圧プレス、エクストルーダによる溶融押出成型の際に樹脂表面に型押しする方法や冷却ロールに前記スタンパを配置して、溶融状態で押し出される樹脂表面に型押しする場合等がある。
【０００３】
レンチキュラー板は、両眼視差を利用した立体画像を観察する際の、撮影および再生用のレンズとしてや、プロジェクションテレビ用のスクリーンとして用いられている。最近では、両面にシリンドリカルレンズ群からなるレンチキュラー板３１を有し、透明接着剤３３を介して中心に拡散層３２を有する構成のレンチキュラースクリーン３０が、背面投射型の立体画像表示装置用のスクリーンとして注目されている。（図３参照）
【０００４】
【従来の技術】
レンチキュラー板の成型用スタンパを切削加工により製造するに当っては、シリンダーに切削加工性に優れている銅板や真鍮板を巻きつけたものや、表面に剥離処理を施したシリンダーに銅メッキを施したものを旋盤に取り付け、表面の金属層（銅板・真鍮板・銅メッキ）を所望形状のダイヤモンド等である切削用バイトにて切削加工した後、シリンダーから金属層を剥がすことにより、スタンパ材料を得ていた。
【０００５】
前記スタンパ材料を、平板状にして平プレス（加熱・加圧）に用いたり、別のシリンダーに巻き付けてロールプレス（加熱・加圧）に用いたり、または、エクストルーダによる溶融押出成型の際に、冷却ロールに前記スタンパ材料を配置して、溶融状態で押し出される樹脂表面に型押し（加圧のみ）する場合に用いること等がある。（以下、これらの成型を包括して「プレス成型」と称する）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
プレス成型によりレンチキュラー板を製造した場合、レンチキュラー板の形状（シリンドリカルレンズの形状や、前記レンズのピッチ等）が全面にわたり均一でないと、再生画像が歪んでしまったり、画面上での輝度ムラが生じるという弊害がある。
【０００７】
成型されたレンチキュラー板の形状を全面にわたり均一にするには、スタンパ自体の形状がプレス成型時にも変化しないような（寸法再現性が安定した）構造のスタンパが必要である。
【０００８】
従来のスタンパは、ベースが銅または真鍮からなる単層構成（成型表面には、耐刷性の付与や平滑性を向上させるために、種々のメッキがされている場合もある。図１参照）であり、プレス成型時の熱や圧力によりスタンパが伸縮し、成型されるレンチキュラー板等の形状に影響を及ぼしていた。
【０００９】
銅や真鍮は、材質的に展延性が高いため、プレス成型する度に熱・圧力が薄いスタンパにかかり、スタンパの形状が切削加工した形状と変わってしまい、上記した変形の問題が起こってしまう。
【００１０】
特に、両面レンチキュラー板の場合、両面のシリンドリカルレンズのピッチがずれていると、両面の光軸が一致せず、再生される立体画像は歪みが多くなったり、背面投射型の表示装置としては、表示画面に明るさのムラが生じてしまうという問題になる。
【００１１】
本発明では、レンチキュラー板に代表されるような、形状・寸法再現性が安定したプレス成型を要求される場合に用いられるスタンパを提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、展延性が大きな銅や真鍮をベースとした層構成の従来のスタンパを、前記金属とニッケルとの積層構造にすることにより、プレス成型時の寸法再現性に優れたスタンパとするものである。
【００１３】
請求項１に記載の発明は、少なくとも以下の一連の工程からなるスタンパの製造方法である。
（１）シリンダー表面に、ニッケルメッキ層・銅メッキ層をこの順に形成し、シリンダー状の被切削材料を得る工程。
（２）被切削材料の最外面の銅メッキ層を、刃先が所定形状のバイトを用いたネジ切り法による切削加工を行なうことで所望形状に切削加工することによりシリンドリカルレンズが周期的に連続したレンチキュラー板の成型用スタンパとした後、シリンダー表面から前記ニッケルメッキ層・銅メッキ層を剥離することによりスタンパ材料を得る工程。
少なくとも以下の一連の工程からなるスタンパの製造方法。
請求項２に記載の発明は、（１）シリンダー表面に、ニッケルメッキ層・銅メッキ層をこの順に形成し、シリンダー状の被切削材料を得る工程。
（２）被切削材料の最外面の銅メッキ層を、刃先が所定形状のバイトを用いて、被切削材料の周囲を、１周ずつ独立した断続的な切削加工を行なうことで所望形状に切削加工することによりシリンドリカルレンズが周期的に連続したレンチキュラー板の成型用スタンパとした後、シリンダー表面から前記ニッケルメッキ層・銅メッキ層を剥離することによりスタンパ材料を得る工程。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明を前提として、シリンダー表面に予め剥離処理を施してある製造方法である。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１および請求項２の何れかに記載の発明を前提として、ニッケルメッキ層と最外面の銅メッキ層間に接着層を形成した製造方法である。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の発明を前提として、接着層がニッケル銅合金であるスタンパの製造方法である。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし請求項５の何れかに記載の発明を前提として、ニッケルメッキ層の下に下地銅メッキ層を形成してある製造方法である。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の発明を前提として、ニッケルメッキ層の下地銅メッキ層との間に接着層を形成してあるスタンパの製造方法である。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の発明を前提として、最外面の銅メッキに先立ってニッケルメッキ層表面を粗面化処理するスタンパの製造方法である。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項８記載の発明を前提として、粗面化処理として、サンドブラスト処理を行なうスタンパの製造方法である。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項８記載の発明を前提として、粗面化処理として、ニッケルより硬度の高い微粒子からなる砥石による研磨処理を行なうスタンパの製造方法である。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項８記載の発明を前提として、粗面化処理として、ニッケル表面を酸処理を行なうスタンパの製造方法である。
【００２５】
【００２６】
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項４ないし請求項７の何れかに記載の発明を前提として、ニッケルメッキ層が１００μｍから１０００μｍの厚さであり、接着層が１００μｍから２００μｍの厚さであり、最外面の銅メッキ層が１００μｍから１０００μｍの厚さであるスタンパの製造方法である。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
請求項１３に記載の発明は、請求項６ないし請求項７記載の発明を前提として、１００μｍから１０００μｍ厚の下地銅メッキ層、１００μｍから２００μｍ厚の接着層、１００μｍから１０００μｍ厚のニッケルメッキ層、１００μｍから２００μｍの厚の接着層、１００μｍから１０００μｍの厚の最外面の銅メッキ層が順に積層されているスタンパである。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
本発明のスタンパにおいて、成型面となる銅は、切削加工適性に優れた金属であり、切削加工面も切削バイト形状を忠実に再現し、成型面の表面平滑性も良好である。しかし、
展延性が大きいため、プレス成型による寸法再現性には劣る。
【００３４】
従って本願発明の銅は、純銅に限られることなく、各種特性向上の為に異種金属等の少々の添加材料が入っているものでも上記性質が発揮される限りかまわない。
【００３５】
一方、銅を支持するベース材料となるニッケルは、硬度が高く切削加工適性は劣るが、展延性は小さいため、プレス成型による寸法再現性は良好である。
従って本願発明のニッケルは、純ニッケルに限られることなく、各種特性向上の為に異種金属等の少々の添加材料が入っているものでも上記性質が発揮される限りかまわない。
【００３６】
上記のように特性の異なる銅とニッケルの２種類の金属を組み合わせることにより銅メッキ層２１とニッケルメッキ層２２が形成された積層構造となることで、切削加工性に優れ、加工面の形状および表面平滑性が良好で、しかも、プレス成型によっても伸縮が少なく、寸法再現性が良好なスタンパ２０が得られた。（図２の断面説明図参照）
【００３７】
必要に応じて、切削加工した銅面に、さらにニッケルまたはクロムをメッキすることにより、銅面の酸化防止および硬度（耐刷力）の向上を図っても良い。
【００３８】
なお、本願発明のシリンダーについては、鉄、ステンレス等の他にニッケルメッキができるものならばどの様な材質のものであってもよく、形状は円筒であればその幅および径を問うものではない。
【００３９】
ここで鉄シリンダー等の様に直接剥離処理を行って銅メッキやニッケルメッキを行わないものである場合、その表面に銅メッキ層が形成されているものをシリンダーとして用いることとなる。この場合の銅メッキ層はスタンパにならない部分なので、厚さは問うことなく、数センチメートルから数μｍまでどのような厚さであってもよいが、通常はシリンダーの傷の補修研磨のため０．１ｍｍないし１ｍｍ程度の厚さにするのが一般的である。またこの銅メッキ層は、無電解電解いずれのメッキ方法でも良い。
【００４０】
また、切削については刃物等で切削するものであればスタンプ用途により各種選択可能であるが、たとえば光学部材に用いられる場合には、刃先の形状としては、完全な円形のもの・楕円形・放物線など、用途に応じて種々の形状が適宜選択される。
また、切削加工については旋盤等により行われるのが一般的であるが、サンドブラスト等、各種の切削加工が利用可能である。
【００４１】
また、剥離工程については、シリンダー端部より順次ピールする等の方法があるが、材料等の条件により剥離が容易でない場合には、物理的に剥ぐ等の方法があるが、スタンパの保護のためには請求項２に示す様にする方が好ましい。
【００４２】
剥離処理をする場合は、クロム酸塩皮膜等の皮膜を形成するものの他、シリンダー層の表面改質、物理的鏡面処理等の手段を用いるものであってもよい。
【００４３】
また、メッキ処理については、銅は電解メッキ、無電解メッキ何れも用いることができる。
【００４４】
切削加工によって形成するのは、各種のスタンパに用いられる光学部材に限られることはないが、特に用途として一周ずつの加工に適しているレンチキュラーレンズ等の光学部材に向いている。
【００４５】
また、剥離のときにメッキ層どうしの剥がれがないことも必要な特性の一つであり、そ
のような問題を無くすために、ニッケルメッキ層と銅メッキ層との間に接着の工夫をすることが有効である。
【００４６】
この場合の具体的接着の方法としては、間に接着層を設ける、界面を粗面化処理を施す等の方法を用いることができ、具体的には接着層として銅にもニッケルにも接着性の良いニッケル銅合金が好ましい。
【００４７】
このニッケル銅合金については、銅とニッケルの比率は各種の比率を考えられるが、密着性の向上を更に上げるためには、ニッケル銅合金層の中の組成比率を、銅に近い部分で銅含有率を高め、逆にニッケルに近い部分ではニッケル含有比率を高める等の工夫も有効であるが、一方工程も複雑になるため、無くても良い。
【００４８】
さらに、このニッケル銅合金層の形成には、メッキが一般的形成方法であるが、他の方法で形成したものであっても良い。
【００４９】
また、粗面化処理としては、化学的に表面を粗面化する方法、物理的に表面を粗面化する方法等があるが、このうち酸処理や研磨処理やサンドブラスト法が簡便で適している。
酸処理としては、各種の酸を用いることができる。
【００５０】
さらに、粗面化処理に研磨処理やサンドブラスト法を用いる場合に、ニッケルより硬度の高い砥石や微粒子を用いると粗面化の確実度が高まる。これに用いられる材質としては、アルミナの砥石もしくは微粒子の他にガラス微粒子、ダイヤモンド微粒子、金剛砂等が用いられる。
また、研磨及びサンドブラストにおいては単純法でも良いが、一般的には酸等を併用したケミカル研磨もしくはケミカルサンドブラスト法も効果が大きい。
【００５１】
また、ニッケル層とシリンダーとの間に、更に下地銅層を設ける場合も有るが、この場合にも、各々の銅層の組成は同一の組成や形成方法である必要はない。また、上記シリンダーとの剥離処理が、シリンダーと接する材料がニッケルから銅に変わったとしても有効に用いられる。
【００５２】
さらに、下地銅層とニッケル層の接着性も必要となるが、ニッケル層と最外面の銅メッキ層との界面で有効に用いられた各種の方法が用いられる。それは、例えば接着層の形成、粗面化処理等であり、その内容は上記した通りである。
【００５３】
【作用】
本願発明を用いることにより、中間で剥がれることなくシリンダーと剥離させることが容易にかつ完全にできるものとなった。
【００５４】
これで、ニッケルが伸展性が少なく、スタンプ時のスタンパの寸法安定性に優れている性質と、銅の切削加工性が良く鏡面切削が可能なことにより形状再現性および平滑性が高い性質を両方備える最適な構造の実現に資するものとなった。
【００５５】
更に、ニッケル層が銅層に挟まれた構造の場合、特にプレス時における寸法安定性が向上する。
これにより、表面と裏面の膨張率が均一化し、反りを少なくすることにより、平滑性の更なる向上に資するものとなった。
【００５６】
【実施例】
（実施例１）
以下、製造工程順に示す図４に基づいて、実施例を説明する。
【００５７】
（イ）剥離処理
鉄の上に０．５ｍｍ厚の銅メッキ層を形成したシリンダー４０表面に、重クロム酸カリウム溶液をスプレー噴霧してクロム酸塩の皮膜を形成し、剥離層４１とした。（図４（ａ）参照）
【００５８】
（ロ）メッキ層形成
次いで、前記シリンダー表面に、所定のメッキ厚にニッケルメッキ層４２を形成した。ニッケルメッキの終了後、さらにその上から所定のメッキ厚に銅メッキ層４３を形成した。（図４（ｂ）参照）
【００５９】
（ハ）切削加工
前記シリンダーを旋盤（図示せず）にセットして、所定形状の切削バイトにて銅メッキ層４３を切削加工する。
【００６０】
レンチキュラー板の成型用スタンパを得る場合には、切削バイトとして、刃先の形状が円形のバイト４５（図４（ｃ）参照）を用いて、ネジ切り法により一定の切削条件（切り込み・送り）にて切削加工を行なう。（図４（ｄ）参照）
【００６１】
（ニ）剥離
切削終了後、ある箇所で剥離層４１まで届く深さの切れ目を入れ、メッキ層を引き剥がすことにより、スタンパ材料４６が得られた。（図４（ｅ）参照）
【００６２】
（ホ）スタンパによる成型
前記スタンパ材料４６を、適宜に応用（クロム等のメッキ、ロール状に変形）して、透明アクリル樹脂をプレス成型することにより、２枚のレンチキュラー板を作製し、前記レンチキュラー板の間に拡散剤入り樹脂シートを挟んで、表裏のシリンドリカルレンズの位置合わせをした上で、透明接着剤にて貼り合わせ、図３に示す構成の両面レンチキュラースクリーンを作製した。
【００６３】
（実施例２）
以下、製造工程順に示す図５に基づいて、実施例を説明する。
【００６４】
はじめに鉄筒表面を脱脂処理、希硫酸による活性化を行い硫酸銅メッキを５００〜７００μｍの範囲で行い銅メッキ層を０．５ｍｍ厚一様に形成してシリンダー５０を作製した。この硫酸銅メッキ浴組成は、硫酸銅１００〜１５０ｇ／ｌ、光沢剤適量、メッキ温度２０〜２５℃である。
【００６５】
次にこのシリンダー５０表面に重クロム酸カリウム溶液をスプレー噴霧してクロム酸塩の皮膜を形成し、剥離層５１とした。
次いで、スルファミン酸ニッケルメッキ浴を用いて１００から２００μｍ厚のニッケルメッキ層５２を形成した。この無光沢ニッケルメッキ浴組成は、スルファミン酸ニッケル３００〜４５０ｇ／ｌ、硼酸３０〜４０ｇ／ｌ、塩化ニッケル１０〜２０ｇ／ｌ、光沢剤なし、ｐＨ４．０〜４．５の範囲内で用いる。
【００６６】
次に脱脂処理、希硫酸による活性化を行いニッケル−銅の合金メッキを約５μｍ程度行った。この合金メッキ浴はキザイ株式会社製「ナイカップ」を用いて合金メッキ５３を行い合金メッキ層５３を形成した。
【００６７】
次に脱脂処理、希硫酸による活性化を行い硫酸銅メッキを５００〜７００μｍの範囲で行い銅メッキ層５４を形成した。この硫酸銅メッキ浴組成は、硫酸銅１００〜１５０ｇ／ｌ、光沢剤適量、メッキ温度２０〜２５℃である。
【００６８】
次にメッキ槽からシリンダーを取り出し、良く乾燥して専用の旋盤にシリンダーをセットして、ダイヤモンドバイトを用いてスタンパ材料を切削加工し形成した。
【００６９】
最終工程として、シリンダーから切削したスタンパ材料を剥し、丸めた状態で銅の切削面に銅の酸化防止と耐久性向上のため光沢ニッケルメッキを行い、スタンパを形成した。このメッキには通常用いられるワット浴（光沢剤添加）を用いて電流密度１〜４Ａ／ｄｍ³で約３μｍメッキを行った。この光沢ニッケルメッキにはスルファミン酸ニッケル浴など何れでも良い。
【００７０】
（実施例３）
以下、製造工程順に示す図６に基づいて、実施例を説明する。
【００７１】
はじめにシリンダーに実施例２と同じ方法で剥離処理を行い、一層目には硫酸銅メッキを１００から２００μｍ厚行い銅メッキ層６１を形成した。このメッキ液組成、メッキ条件は実施例２と同じである。
【００７２】
次に脱脂処理、希硫酸による活性化を行い、ニッケル−銅の合金メッキ６２を約５μｍ程度行い合金メッキ層６２を形成した。この合金メッキ浴はキザイ株式会社製「ナイカップ」を用いて実施例２と同じ方法で合金メッキを行った。
【００７３】
次に脱脂処理、希硫酸による活性化を行い、ニッケルメッキ６３を１００〜２００μｍの範囲で行いニッケルメッキ層６３を形成した。メッキ液には、実施例２と同じ無光沢ニッケルメッキ液を用いて行った。
【００７４】
次に脱脂処理、希硫酸による活性化を行い、ニッケル−銅の合金メッキを約５μｍ程度行い合金メッキ層６４を形成した。この合金メッキ浴はキザイ株式会社製「ナイカップ」を用いて上記方法と同じ方法で合金メッキを行った。
【００７５】
更に脱脂処理、希硫酸による活性化を行い、今度は切削層として硫酸銅メッキを５００から７００μｍ厚行い銅メッキ層６５を形成した。このメッキ液組成、
メッキ条件は銅メッキ層６１のときと同じである。
【００７６】
次にメッキ槽からシリンダーを取り出し、良く乾燥して専用の旋盤にシリンダーをセットして、ダイヤモンドバイトを用いてスタンパ材料を切削加工し形成した。
【００７７】
最終工程として、シリンダーから切削したスタンパ材料を剥し、丸めた状態で銅の切削面に銅の酸化防止と耐久性向上のため光沢ニッケルメッキを行って光沢ニッケルメッキ層６６を形成し、スタンパを形成した。このメッキには通常用いられるワット浴（光沢剤添加）を用いて電流密度１〜４Ａ／ｄｍ³で約３μｍメッキを行った。この光沢ニッケルメッキにはスルファミン酸ニッケル浴など何れでも良い。
【００７８】
（実施例４）
鉄の表面に銅メッキ層を形成したシリンダー表面に重クロム酸カリウム溶液をスプレー噴霧してクロム酸塩の皮膜を形成し、金属剥離層とした。この金属剥離層を形成したシリンダー表面に所定メッキ厚になるまでニッケルメッキを行った。
【００７９】
ニッケルメッキを終了した後、図７の様にニッケルメッキ済シリンダー７１を、粒径１８０〜５００＃程度のアルミナ粉末を水に混ぜて圧力を掛けながら回転しているニッケルメッキシリンダー表面にノズル７２で少しずつ軸方向に移動して吹き付けてニッケルメッキ層表面７３をＲａ５〜２０μｍ程度に粗面化処理し粗面化処理面７４とした。
【００８０】
粗面化処理を行った後、その上から所定メッキ厚になるまで銅メッキを行った。
メッキが完了したシリンダーを旋盤にセットして、所定形状を有する切削バイトにて一定ピッチで銅メッキ層を切削加工した。
【００８１】
切削加工後、シリンダーの金属剥離層まで届く深さの切れ目を入れ、メッキ層を引き剥がす事により、所定のレンチキュラー板形状に切削加工された銅とニッケルの２層構造の板状レンチキュラー成型用スタンパが得られた。
【００８２】
このスタンパを用いて透明アクリル樹脂を熱プレス成型して２枚のレンチキュラー板を作り、出来たレンチキュラー板の間に拡散剤含有拡散樹脂シートを挟んで位置合わせし、透明接着剤にて貼り合わせ両面レンチキュラー板スクリーンとした。
【００８３】
レンチキュラー板のピッチは２枚共全く同一であり、両面レンチキュラー板スクリーンとして貼り合わせた場合２枚のレンチキュラー板の光軸は全面にわたり、全て一致しており、画像歪みのない明るい画面が得られた。
【００８４】
更に熱プレス成型を繰り返してスタンパの耐性を確認したが、スタンパの銅メッキ層とニッケルメッキ層との間の層間剥離は全く発生せず、プレス時におけるストレスに対して十分に耐性があった。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によって、形状（寸法）の再現性が安定したプレス成型用のスタンパが提供された。
【００８６】
副次的な作用・効果を列挙すると、下記に示すような事項が挙げられる。
（い）ニッケル層と銅層とが、メッキで形成されているため、層間の接合強度が高く、層間剥離が発生する惧れが少ない。
【００８７】
（ろ）メッキ条件を適宜変化させることができ、ニッケル層と銅層とを、任意の厚さの組合わせとすることもできる。
【００８８】
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のスタンパの断面説明図。
【図２】本発明のスタンパの断面説明図。
【図３】両面レンチキュラースクリーンの断面説明図。
【図４】スタンパの製造工程を示す説明図。
【図５】スタンパの製造工程中を示す斜視断面説明図。
【図６】図２の例とは違う本発明のスタンパの断面説明図。
【図７】スタンパの粗面化処理時の斜視説明図。
【符号の説明】
１０，２０，６０…スタンパ
２１，４３，５４，６５…銅メッキ層
２２，４２，５２，６３…ニッケルメッキ層
３０…両面レンチキュラースクリーン
３１…レンチキュラー板
３２…拡散層
３３…両面レンチキュラースクリーン
４０，５０，７１…シリンダー
４１，５１…剥離層
４５…切削バイト
４６…スタンパ材料
５３，６２，６４…合金メッキ層
６１…下地銅メッキ層
６６…光沢ニッケルメッキ層
７２…ノズル
７３…ニッケルメッキ層表面
７４…粗面化処理面[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method of manufacturing a stamper used for press molding or the like, relates to the method of manufacturing a stamper dimensional reproducibility is improved.
[0002]
The stamper includes a molding stamper such as a lenticular plate or a Fresnel lens. The molding method includes a heating press, a heating and pressing press, a method of embossing on a resin surface during melt extrusion molding using an extruder, and a cooling roll. In some cases, the stamper is disposed and embossed on the surface of the resin extruded in a molten state.
[0003]
The lenticular plate is used as a lens for photographing and reproduction when observing a stereoscopic image using binocular parallax or as a screen for a projection television. Recently, a lenticular screen 30 having a lenticular plate 31 made of a cylindrical lens group on both sides and a diffusion layer 32 in the center via a transparent adhesive 33 is used as a screen for a rear projection type stereoscopic image display device. Attention has been paid. (See Figure 3)
[0004]
[Prior art]
When manufacturing a stamper for molding lenticular plates by cutting, copper plates or brass plates with excellent machinability are wrapped around the cylinder, or cylinders that have been subjected to peeling treatment are plated with copper. After cutting the metal layer (copper plate, brass plate, copper plating) on the lathe with a cutting tool such as diamond of the desired shape, the stamper material is peeled off from the cylinder. I was getting.
[0005]
The stamper material is formed into a flat plate and used for flat press (heating / pressing), wound around another cylinder and used for roll pressing (heating / pressing), or at the time of melt extrusion molding using an extruder. It may be used when the stamper material is placed on a cooling roll and stamped (pressurized only) onto the surface of the resin extruded in a molten state. (Hereafter, these moldings are collectively referred to as “press molding”.)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When a lenticular plate is manufactured by press molding, if the shape of the lenticular plate (the shape of the cylindrical lens, the pitch of the lens, etc.) is not uniform over the entire surface, the reproduced image is distorted or uneven brightness occurs on the screen. There is a harmful effect.
[0007]
In order to make the shape of the molded lenticular plate uniform over the entire surface, a stamper having a structure in which the shape of the stamper itself does not change during press molding (stable dimensional reproducibility) is required.
[0008]
A conventional stamper has a single layer structure in which the base is made of copper or brass (in some cases, various plating is applied to the molding surface in order to impart printing durability and improve smoothness. See FIG. 1). The stamper expands and contracts due to heat and pressure during press molding, which affects the shape of the lenticular plate to be molded.
[0009]
Since copper and brass are highly malleable in material, each time they are press-molded, heat and pressure are applied to a stamper that is thin, and the shape of the stamper changes from the cut shape, resulting in the above-mentioned deformation problem. .
[0010]
In particular, in the case of a double-sided lenticular plate, if the pitch of the cylindrical lenses on both sides is shifted, the optical axes on both sides do not match, and the stereoscopic image to be reproduced has a lot of distortion, and as a rear projection type display device, This causes a problem of uneven brightness on the display screen.
[0011]
The present invention provides a stamper used when press molding with stable shape and dimensional reproducibility is required, as typified by a lenticular plate.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a stamper having excellent dimensional reproducibility at the time of press molding by making the conventional stamper having a layer structure based on copper or brass having a large spreadability into a laminated structure of the metal and nickel. It is.
[0013]
The invention described in claim 1 is a stamper manufacturing method including at least the following series of steps.
(1) A step of forming a nickel-plated layer and a copper-plated layer in this order on the cylinder surface to obtain a cylindrical work material.
(2) Cylindrical lenses are periodically continuous by cutting the copper plating layer on the outermost surface of the material to be cut into a desired shape by cutting with a threading method using a cutting tool with a predetermined cutting edge . A step of obtaining a stamper material by separating the nickel plating layer / copper plating layer from the cylinder surface after forming a stamper for molding a lenticular plate .
A stamper manufacturing method comprising at least the following series of steps.
Invention of Claim 2 is (1) The process of forming a nickel plating layer and a copper plating layer in this order on the cylinder surface, and obtaining a cylindrical cutting material.
(2) The copper plating layer on the outermost surface of the material to be cut is cut into a desired shape by carrying out independent intermittent cutting of the periphery of the material to be cut one by one with a cutting tool having a predetermined shape. A step of obtaining a stamper material by peeling off the nickel plating layer / copper plating layer from the cylinder surface after forming a stamper for molding a lenticular plate in which cylindrical lenses are periodically continuous by processing.
[0014]
The invention described in claim 3 is a manufacturing method in which the cylinder surface is preliminarily subjected to peeling treatment on the basis of the invention described in claim 1 or 2 .
[0015]
[0016]
[0017]
The invention according to claim 4 is a manufacturing method in which an adhesive layer is formed between the nickel plating layer and the outermost copper plating layer on the premise of the invention according to claim 1 or 2.
[0018]
The invention according to claim 5 is a method for manufacturing a stamper in which the adhesive layer is a nickel copper alloy on the basis of the invention according to claim 4 .
[0019]
The invention according to claim 6 is a manufacturing method in which a base copper plating layer is formed under the nickel plating layer on the basis of the invention according to any one of claims 1 to 5 .
[0020]
The invention described in claim 7 is a stamper manufacturing method in which an adhesive layer is formed between the nickel plating layer and the underlying copper plating layer on the basis of the invention of claim 6 .
[0021]
The invention according to claim 8 is a stamper manufacturing method in which the surface of the nickel plating layer is roughened prior to copper plating of the outermost surface, based on the invention according to any one of claims 1 to 3. is there.
[0022]
A ninth aspect of the present invention is a stamper manufacturing method in which a sandblasting process is performed as a roughening process on the premise of the invention of the eighth aspect .
[0023]
The invention according to claim 1 0, assuming invention of claim 8, as a surface roughening treatment, a method of manufacturing a stamper for performing polishing treatment by grinding consisting of higher hardness than the nickel particles.
[0024]
The invention of claim 1 1, assuming the invention according to claim 8, as a surface roughening treatment, a method of manufacturing a stamper for performing acid treatment the nickel surface.
[0025]
[0026]
[0027]
The invention of claim 1 2, assuming the invention according to any of claims 4 to 7, the thickness of 1000μm nickel plated layer is from 100 [mu] m, the adhesive layer is from 100 [mu] m of 200μm thickness In this stamper manufacturing method , the outermost copper plating layer has a thickness of 100 μm to 1000 μm.
[0028]
[0029]
[0030]
The invention according to claim 1 3, assuming invention of claim 6 to claim 7, base copper plating layer of 1000μm thickness from 100 [mu] m, the adhesive layer of 200μm thickness from 100 [mu] m, the nickel plating layer of 1000μm thickness from 100 [mu] m A stamper in which an adhesive layer having a thickness of 100 μm to 200 μm and an outermost copper plating layer having a thickness of 100 μm to 1000 μm are sequentially laminated.
[0031]
[0032]
[0033]
In the stamper of the present invention, copper as a molding surface is a metal excellent in cutting workability, the cutting surface also faithfully reproduces the cutting bite shape, and the surface smoothness of the molding surface is also good. But,
Due to the large spreadability, the dimensional reproducibility by press molding is inferior.
[0034]
Therefore, the copper of the present invention is not limited to pure copper, and even a material containing a small amount of additive material such as a different metal for improving various properties may be used as long as the above properties are exhibited.
[0035]
On the other hand, nickel, which is a base material that supports copper, has high hardness and inferior cutting workability, but has low spreadability, and therefore has good dimensional reproducibility by press molding.
Accordingly, the nickel of the present invention is not limited to pure nickel, and even if a small amount of additive material such as a dissimilar metal is contained in order to improve various properties, the above properties may be exhibited.
[0036]
By combining two types of metals, copper and nickel, having different characteristics as described above, a laminated structure in which the copper plating layer 21 and the nickel plating layer 22 are formed is excellent in cutting workability, and the shape of the processed surface and A stamper 20 having good surface smoothness, little stretch and small dimensional reproducibility even by press molding was obtained. (Refer to the cross-sectional explanatory diagram of FIG. 2)
[0037]
If necessary, the copper surface may be further plated with nickel or chromium to prevent oxidation of the copper surface and improve the hardness (printing durability).
[0038]
The cylinder of the present invention may be of any material as long as it can be nickel-plated in addition to iron, stainless steel, etc., and its width and diameter are not questioned if the shape is a cylinder. .
[0039]
Here, in the case where a direct peeling treatment is performed and copper plating or nickel plating is not performed, such as an iron cylinder, a cylinder having a copper plating layer formed on its surface is used as the cylinder. Since the copper plating layer in this case is a portion that does not become a stamper, the thickness does not matter and may be any thickness from several centimeters to several μm, but is usually 0 for polishing and repairing scratches on the cylinder. Generally, the thickness is about 1 mm to 1 mm. The copper plating layer may be any electroless plating method.
[0040]
In addition, various types of cutting can be selected depending on the stamp application as long as it can be cut with a blade or the like. For example, when used for an optical member, the shape of the cutting edge may be a complete circle, an ellipse, or a parabola. For example, various shapes are appropriately selected depending on the application.
The cutting is generally performed with a lathe or the like, but various types of cutting such as sand blasting can be used.
[0041]
As for the peeling process, there is a method such as peeling sequentially from the end of the cylinder, but if peeling is not easy due to conditions such as material, there is a method such as physically peeling, but for the protection of the stamper It is more preferable to make it as shown in claim 2.
[0042]
When the peeling treatment is performed, means such as surface modification of the cylinder layer, physical mirror treatment, etc. may be used in addition to the formation of a film such as a chromate film.
[0043]
As for the plating treatment, both electrolytic plating and electroless plating can be used for copper.
[0044]
Forming by cutting is not limited to an optical member used for various stampers, but is particularly suitable for an optical member such as a lenticular lens suitable for one-round processing as an application.
[0045]
In addition, it is one of the necessary characteristics that the plating layers do not peel off at the time of peeling, and in order to eliminate such problems, it is necessary to devise adhesion between the nickel plating layer and the copper plating layer. Is effective.
[0046]
As a specific bonding method in this case, a method of providing an adhesive layer in between or a method of roughening the interface can be used. Specifically, the adhesive layer can adhere to copper and nickel. Good nickel-copper alloy is preferable.
[0047]
For this nickel-copper alloy, various ratios of copper and nickel can be considered, but in order to further improve the adhesion, the composition ratio in the nickel-copper alloy layer should contain copper in a portion close to copper. A device such as increasing the rate and conversely increasing the nickel content ratio in the portion close to nickel is also effective, but it is not necessary because the process becomes complicated.
[0048]
Furthermore, although the nickel copper alloy layer is formed by plating, the nickel copper alloy layer may be formed by other methods.
[0049]
Further, as the roughening treatment, there are a method of chemically roughening the surface, a method of physically roughening the surface, etc., among which the acid treatment, polishing treatment and sandblasting method are simple and suitable. Yes.
Various acids can be used as the acid treatment.
[0050]
Further, when a polishing process or a sandblasting method is used for the roughening process, the certainty of the roughening increases if a grindstone or fine particles having a hardness higher than that of nickel is used. As the material used for this, glass fine particles, diamond fine particles, gold sand and the like are used in addition to alumina grinding stones or fine particles.
Further, in polishing and sandblasting, a simple method may be used, but in general, chemical polishing or chemical sandblasting combined with an acid or the like is also effective.
[0051]
Moreover, although a base copper layer may be further provided between the nickel layer and the cylinder, the composition of each copper layer is not necessarily the same as that of the copper layer. Further, the peeling treatment with the cylinder is effectively used even when the material in contact with the cylinder is changed from nickel to copper.
[0052]
Furthermore, although the adhesiveness of a base copper layer and a nickel layer is also required, the various methods used effectively at the interface of a nickel layer and the outermost copper plating layer are used. This is, for example, formation of an adhesive layer, roughening treatment, etc., and the contents thereof are as described above.
[0053]
[Action]
By using the present invention, the cylinder can be easily and completely peeled off without peeling in the middle.
[0054]
Now, both nickel has low extensibility, excellent stamper dimensional stability, and copper has good shape reproducibility and high smoothness due to good cutting performance and mirror surface cutting. It contributed to the realization of the optimal structure.
[0055]
Furthermore, in the case of a structure in which the nickel layer is sandwiched between copper layers, the dimensional stability particularly during pressing is improved.
Thereby, the expansion coefficient of the front surface and the back surface became uniform, and it contributed to the further improvement of smoothness by reducing curvature.
[0056]
【Example】
(Example 1)
Hereinafter, an Example is described based on FIG. 4 shown in order of a manufacturing process.
[0057]
(A) Peeling treatment A potassium chromate solution was sprayed on the surface of the cylinder 40 on which a 0.5 mm thick copper plating layer was formed on iron to form a chromate film, whereby a peeling layer 41 was obtained. (See Fig. 4 (a))
[0058]
(B) Formation of plating layer Next, a nickel plating layer 42 having a predetermined plating thickness was formed on the cylinder surface. After the completion of the nickel plating, a copper plating layer 43 was further formed thereon with a predetermined plating thickness. (See Fig. 4 (b))
[0059]
(C) Cutting process The cylinder is set on a lathe (not shown), and the copper plating layer 43 is cut with a cutting tool having a predetermined shape.
[0060]
When a stamper for molding a lenticular plate is obtained, a cutting tool 45 (see FIG. 4 (c)) having a circular cutting edge is used as a cutting tool, and a constant cutting condition (cutting / feeding) is performed by a threading method. Cutting. (See Fig. 4 (d))
[0061]
(D) Peeling After the end of cutting, a stamper material 46 was obtained by making a cut at a depth reaching the peeling layer 41 at a certain location and peeling off the plating layer. (See Fig. 4 (e))
[0062]
(E) Molding by stamper The stamper material 46 is appropriately applied (plating of chrome or the like, deformed into a roll shape), and two lenticular plates are produced by press molding a transparent acrylic resin, and the lenticular A resin sheet containing a diffusing agent was sandwiched between the plates, and the front and back cylindrical lenses were aligned, and then bonded together with a transparent adhesive to produce a double-sided lenticular screen having the configuration shown in FIG.
[0063]
(Example 2)
Hereinafter, an Example is described based on FIG. 5 shown in order of a manufacturing process.
[0064]
First, the surface of the iron cylinder was degreased and activated with dilute sulfuric acid, and copper sulfate plating was performed in a range of 500 to 700 μm to uniformly form a copper plating layer with a thickness of 0.5 mm to produce a cylinder 50. The composition of this copper sulfate plating bath is 100 to 150 g / l copper sulfate, an appropriate amount of brightener, and a plating temperature of 20 to 25 ° C.
[0065]
Next, a potassium dichromate solution was sprayed on the surface of the cylinder 50 to form a chromate film, and a release layer 51 was obtained.
Next, a nickel plating layer 52 having a thickness of 100 to 200 μm was formed using a nickel sulfamate plating bath. This matte nickel plating bath composition is used in the range of nickel sulfamate 300-450 g / l, boric acid 30-40 g / l, nickel chloride 10-20 g / l, no brightener, pH 4.0-4.5.
[0066]
Next, degreasing treatment and activation with dilute sulfuric acid were performed, and nickel-copper alloy plating was carried out to about 5 μm. In this alloy plating bath, alloy plating 53 was performed by using “Nycup” manufactured by Kizai Co., Ltd. to form an alloy plating layer 53.
[0067]
Next, degreasing treatment and activation with dilute sulfuric acid were performed, and copper sulfate plating was performed in the range of 500 to 700 μm to form a copper plating layer 54. The composition of this copper sulfate plating bath is 100 to 150 g / l copper sulfate, an appropriate amount of brightener, and a plating temperature of 20 to 25 ° C.
[0068]
Next, the cylinder was taken out from the plating tank, dried well, set on a dedicated lathe, and cut and formed a stamper material using a diamond tool.
[0069]
As a final process, the stamper material cut from the cylinder was peeled off, and in a rolled state, a bright nickel plating was applied to the copper cut surface to prevent copper oxidation and improve durability, thereby forming a stamper. For this plating, about 3 μm plating was performed at a current density of 1 to 4 A / dm ³ using a commonly used Watt bath (addition of a brightener). The bright nickel plating may be any nickel sulfamate bath.
[0070]
(Example 3)
Hereinafter, an Example is described based on FIG. 6 shown in order of a manufacturing process.
[0071]
First, peeling treatment was performed on the cylinder by the same method as in Example 2, and copper sulfate plating was performed to a thickness of 100 to 200 μm on the first layer to form a copper plating layer 61. The plating solution composition and plating conditions are the same as in Example 2.
[0072]
Next, degreasing treatment and activation with dilute sulfuric acid were performed, and a nickel-copper alloy plating 62 was applied to about 5 μm to form an alloy plating layer 62. This alloy plating bath was subjected to alloy plating in the same manner as in Example 2 using “Nay Cup” manufactured by Kizai Co., Ltd.
[0073]
Next, degreasing treatment and activation with dilute sulfuric acid were performed, and nickel plating 63 was performed in the range of 100 to 200 μm to form a nickel plating layer 63. The same dull nickel plating solution as in Example 2 was used as the plating solution.
[0074]
Next, degreasing treatment and activation with dilute sulfuric acid were performed, and nickel-copper alloy plating was carried out to about 5 μm to form an alloy plating layer 64. This alloy plating bath was subjected to alloy plating by the same method as described above using “Nay Cup” manufactured by Kizai Co., Ltd.
[0075]
Further, degreasing treatment and activation with dilute sulfuric acid were performed, and this time, copper sulfate plating as a cutting layer was performed to a thickness of 500 to 700 μm to form a copper plating layer 65. This plating solution composition,
The plating conditions are the same as for the copper plating layer 61.
[0076]
Next, the cylinder was taken out from the plating tank, dried well, set on a dedicated lathe, and cut and formed a stamper material using a diamond tool.
[0077]
As a final process, the stamper material cut from the cylinder is peeled off, and in a rolled state, a bright nickel plating layer 66 is formed on the cut surface of copper to prevent copper oxidation and improve durability, thereby forming a stamper. did. For this plating, about 3 μm plating was performed at a current density of 1 to 4 A / dm ³ using a commonly used Watt bath (addition of a brightener). The bright nickel plating may be any nickel sulfamate bath.
[0078]
(Example 4)
A chromate film was formed by spraying a potassium dichromate solution on the surface of the cylinder on which the copper plating layer was formed on the iron surface to form a metal release layer. Nickel plating was performed on the cylinder surface on which the metal release layer was formed until a predetermined plating thickness was obtained.
[0079]
After finishing the nickel plating, as shown in FIG. 7, the nickel-plated cylinder 71 is mixed with the alumina powder having a particle size of about 180 to 500 # in water and applied to the surface of the rotating nickel-plated cylinder with a nozzle 72. The nickel plating layer surface 73 was roughened to a surface roughness Ra of about 5 to 20 μm to form a roughened surface 74 by moving in the axial direction little by little and spraying.
[0080]
After the surface roughening treatment, copper plating was performed from above until a predetermined plating thickness was reached.
A cylinder after plating was set on a lathe, and a copper plating layer was cut at a constant pitch with a cutting tool having a predetermined shape.
[0081]
After cutting, cut a depth that reaches the metal release layer of the cylinder, and then peel off the plating layer to cut the copper and nickel two-layer plate-shaped lenticular molding stamper that has been cut into a predetermined lenticular plate shape. was gotten.
[0082]
Using this stamper, a transparent acrylic resin is hot press-molded to make two lenticular plates, a diffusing agent-containing diffusion resin sheet is sandwiched between the resulting lenticular plates, and bonded with a transparent adhesive. The screen.
[0083]
The two lenticular plates have the same pitch, and when bonded as a double-sided lenticular plate screen, the optical axes of the two lenticular plates are all the same and a bright screen with no image distortion is obtained. .
[0084]
Furthermore, the heat press molding was repeated to confirm the resistance of the stamper. However, delamination between the copper plating layer and the nickel plating layer of the stamper did not occur at all, and the stamper was sufficiently resistant to stress during pressing.
[0085]
【The invention's effect】
According to the present invention, a stamper for press molding with a stable reproducibility of shape (dimension) is provided.
[0086]
Listed below are secondary actions and effects.
(Ii) Since the nickel layer and the copper layer are formed by plating, the bonding strength between the layers is high and there is little possibility of delamination.
[0087]
(B) The plating conditions can be changed as appropriate, and the nickel layer and the copper layer can be combined in any thickness.
[0088]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a conventional stamper.
FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view of a stamper according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of a double-sided lenticular screen.
FIG. 4 is an explanatory view showing a stamper manufacturing process.
FIG. 5 is a perspective cross-sectional explanatory view showing the stamper manufacturing process.
6 is a cross-sectional explanatory view of a stamper of the present invention different from the example of FIG.
FIG. 7 is a perspective explanatory view at the time of roughening the stamper.
[Explanation of symbols]
10, 20, 60 ... stampers 21, 43, 54, 65 ... copper plating layers 22, 42, 52, 63 ... nickel plating layers 30 ... double-sided lenticular screen 31 ... lenticular plate 32 ... diffusion layer 33 ... double-sided lenticular screens 40, 50 71 ... Cylinder 41, 51 ... Release layer 45 ... Cutting tool 46 ... Stamper material 53, 62, 64 ... Alloy plating layer 61 ... Base copper plating layer 66 ... Bright nickel plating layer 72 ... Nozzle 73 ... Nickel plating layer surface 74 ... Roughened surface

Claims

A stamper manufacturing method comprising at least the following series of steps.
(1) A step of forming a nickel-plated layer and a copper-plated layer in this order on the cylinder surface to obtain a cylindrical work material.
(2) Cylindrical lenses are periodically continued by cutting the copper plating layer on the outermost surface of the material to be cut into a desired shape by cutting with a threading method using a cutting tool with a predetermined shape . A step of obtaining a stamper material by separating the nickel plating layer / copper plating layer from the cylinder surface after forming a stamper for molding a lenticular plate .

A stamper manufacturing method comprising at least the following series of steps.
(1) A step of forming a nickel-plated layer and a copper-plated layer in this order on the cylinder surface to obtain a cylindrical work material.
(2) The copper plating layer on the outermost surface of the material to be cut is cut into a desired shape by carrying out independent intermittent cutting work around the material to be cut one turn at a time using a cutting tool with a predetermined cutting edge. A step of obtaining a stamper material by peeling the nickel plating layer / copper plating layer from the cylinder surface after forming a stamper for molding a lenticular plate in which cylindrical lenses are periodically continuous by processing.

3. The stamper manufacturing method according to claim 1, wherein the cylinder surface is preliminarily subjected to a peeling treatment.

3. The stamper manufacturing method according to claim 1, wherein an adhesive layer is formed between the nickel plating layer and the outermost copper plating layer.

5. The stamper manufacturing method according to claim 4, wherein the adhesive layer is a nickel copper alloy.

Stamper manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that underneath the nickel plating layer is formed an underlying copper plating layer.

7. The method for producing a stamper according to claim 6 , wherein an adhesive layer is formed between the nickel plating layer and the base copper plating layer.

Stamper manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the roughening nickel plating layer surface prior to copper plating the outermost surface.

9. The stamper manufacturing method according to claim 8 , wherein sandblasting is performed as the surface roughening.

9. The stamper manufacturing method according to claim 8 , wherein the roughening treatment is performed by a grinding stone made of fine particles having hardness higher than that of nickel.

9. The stamper manufacturing method according to claim 8 , wherein the nickel surface is subjected to an acid treatment as the roughening treatment.

The thickness of 1000μm nickel plating layer is from 100 [mu] m, the thickness of 200μm adhesive layer is from 100 [mu] m, according to claim 4 and claim the copper plated layer of the outermost surface is characterized in that the thickness of 200μm from 1000μm Item 6. The method for manufacturing a stamper according to any one of Items 5 to 6.

100 μm to 1000 μm thick base copper plated layer, 100 μm to 200 μm thick adhesive layer, 100 μm to 1000 μm thick nickel plated layer, 100 μm to 200 μm thick adhesive layer, 100 μm to 1000 μm thick outermost copper plated layer in order The stamper manufacturing method according to claim 6 , wherein the stamper is laminated.