JP4432422B2 - 銅めっき皮膜及びそれを用いたグラビア版並びにレンズ金型 - Google Patents
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グラビア版、これを利用したレンズ金型、または平型板を切削して作製するフレネル金型は切削性を良好にするため硬化剤を添加して、ビッカース硬度Hv190〜220範囲に保っている。硬度を上げるために、硬化剤としてチオ尿素誘導体が単独で添加される場合もある。
しかしながら、特に銅めっき方法を用いてグラビア版やレンズ金型を作製する場合、めっき液中のイオウ化合物濃度の管理だけでは不十分であって、グラビア版の硬度が経時変化を起こしたり、スタイラス針の欠損が発生したり、めっき後の加工が安定しなかった。レンズ金型を切削する場合、レンチキュラーレンズの形状が設計値と異なるなど良好に切削できない場合が生じた。さらに、フレネルレンズ金型作製においては、添加剤管理が適正に添加されていないとバリ発生とか、バイトの切削途中での欠損等の不具合が発生するという問題があった。
ング性に優れるとともに、切削性に優れ加工安定性の良い銅めっき皮膜及びその銅めっき皮膜を設けて作製されるグラビア版及びレンズ金型を提供することを目的とする。
度は25〜45℃の範囲であればいずれでも良いが、高電流密度でめっきを行なう場合は温度を高くした方が表面の焼けの発生を押さえることができる。
<実施例1>
硫酸銅濃度210g/L、硫酸濃度60g/L、塩素イオン濃度100ppmの溶液に、有機窒素含有化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―1)を2.5ml/L、有機イオウ化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―MU)を8ml/L添加し、浴温度を35℃に保ちグラビア版シリンダーをめっきした。添加剤の補充は、特に光沢剤はCE/MS装置を用いて数本めっきする毎に分析し、硬化剤も同様にHPLC装置を用いて分析し、減少した量を補充を行ない初期添加量±10ppmの範囲で補充管理するようにした。以上の方法によりめっきされた層のビッカース硬度はHv210であった。
<実施例2>
硫酸銅濃度210g/L、硫酸濃度60g/L、塩素イオン濃度100ppmの溶液に
、有機窒素含有化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―1)を2.5ml/L、有機イオウ化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―MU)を8ml/L添加し、浴温度を35℃に保ちフレネルレンズ用シリンダーまたはフレネルレンズ用真鍮板をめっきした。添加剤の補充は、特に光沢剤はCE/MS装置を用いて1本または1枚めっきする毎に分析し、硬化剤も同様にHPLC装置を用いて分析し、減少した量の補充を行ない初期添加量±10ppmの範囲で補充管理するようにした。以上の方法によりめっきされた層のビッカース硬度はHv210であった。
<比較例1>
めっき液組成は実施例1と同様にして、有機窒素含有化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―1)を1.5ml/L、有機イオウ化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―MU)を8ml/Lを添加し、浴温度を35℃に保ちグラビア版シリンダーをめっきした。得られた銅めっき層は光沢良好でレベリング性も良好であったが、ビッカース硬度がHv170であった。得られたグラビア版シリンダーをヘリオ彫刻機で彫ると、セル形状の変形が見られバリが発生しやすく、グラビア版として使用できるような品質ではなかった。
<比較例2>
めっき液組成は実施例1と同様にして、有機窒素含有化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―1)を5.0ml/L、有機イオウ化合物を含む添加剤(大和特殊製コスモG―MU)を8ml/L添加し、浴温度を35℃に保ちグラビア版シリンダーをめっきした。得られた銅めっき層の光沢は良好であったが、ビッカース硬度はHv240であった。得られたグラビア版シリンダーをヘリオ彫刻機で彫ると、セル形状は良好であったが、セル内にスジが目立ちスタイラス針が切削途中で欠損が起こる場合が見られた。
<実験1>
まず、めっき液組成として、次のように作成した。
・硫酸 0.6M
を基本浴として、この液に更に
・塩素イオン 120ppm
・SPS(Bis(3−sulfopropyl)disulfide disodium salt) 50ppm
・PEG(polyethylene glycohol)
200ppm
を添加し、これに窒素含有ポリマーを5,15,20,40,60,80,100ppmになるようにそれぞれ添加したものをめっき液として用いた。
元素、水素元素の分析を行った。
<実験2>
次に、窒素含有ポリマーの添加量を5,10,20ppmとした以外は、実験1と同一の組成のめっき液を用意した。そして、各めっき液でめっきを行い、室温で放置してビッカース硬度を測定した。この測定に関連しては、それぞれの銅めっきに対して、FIB(Focuced Ion Beam System,収束イオンビーム装置)によって結晶面をエッチングし、SIM(Scanning Ion Microscope,走査イオン顕微鏡)により結晶組織を観察した。
Joint Committee on Powder Diffraction Standards)に掲載されている銅の標準試料のX線回折ピーク強度パターンに近いものである。図5に、時効前と時効後の窒素含有ポリマーの添加による銅めっき皮膜の結晶配向を示した。図5(a)には時効前のX線回折図形(XRD)を示し、同(b)には時効後(めっき後200日)のXRDを示した。時効前は、窒素含有ポリマーを添加していないものは200面すなわち方向性は100配向が極めて強くなっているが、窒素含有ポリマーの添加により急激に200ピークの強度を下げ、添加量の増大に伴って更に弱くなり、逆に111配向を強めている。時効後は、窒素含有ポリマーを添加していない場合は配向性の変化は見られない。しかし、添加量が20,40mg/Lの添加では結晶成長して時効軟化を起すと、100配向を強くしている。添加量が60mg/L以上で時効軟化は見られず、配向性の変化も見られない。以上の事から、軟化したものは<100>方向を膜面に垂直にした結晶が成長することが分った。
Claims (4)
- 硫酸銅150〜270g/L、硫酸40〜100g/L、塩素イオン50〜150ppm、窒素含有ポリマー20〜80ppmが含まれるめっき液を用いて、陰極電流密度20〜30A/dm 2 、めっき温度25〜45℃で、銅めっき皮膜を金属シリンダー上に形成し、該銅めっき皮膜にグラビア印刷用セルを形成したことを特徴とするグラビア版。
- 硫酸銅150〜270g/L、硫酸40〜100g/L、塩素イオン50〜150ppm、窒素含有ポリマー20〜80ppmが含まれるめっき液を用いて、陰極電流密度20〜30A/dm 2 、めっき温度25〜45℃で、銅めっき皮膜を金属板上に形成し、該銅めっき皮膜にレンズパターン形状と逆形状の型を切削形成してなることを特徴とするレンズ金型であって、前記レンズパターンが、レンチキュラーレンズ、マイクロレンズのいずれかであることを特徴とするレンズ金型。
- 硫酸銅150〜270g/L、硫酸40〜100g/L、塩素イオン50〜150ppm、窒素含有ポリマー20〜80ppmが含まれるめっき液を用いて、陰極電流密度3〜8A/dm 2 、めっき温度25〜45℃で、銅めっき皮膜を金属板上に形成し、該銅めっき皮膜にレンズパターン形状と逆形状の型を切削形成してなることを特徴とするレンズ金型であって、前記レンズパターンが、フレネルレンズであることを特徴とするレンズ金型。
- 前記レンズ金型の表面に、クロムめっき、無電解ニッケルめっき、もしくは電解ニッケルめっきのいずれかのめっきを施したことを特徴とする請求項2又は3記載のレンズ金型。
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