JP4691421B2 - ニッケルめっき金型の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート等のレンズシートを製造する際に用いられるニッケルめっき金型の製造方法および製造装置に関する。

液晶表示装置等のバックライト装置としては、プリズムシート等のレンズシートを導光体の出射面上に配置することにより、バックライトの光学的な効率を改善し、輝度を犠牲にすることなく消費電力を抑えたバックライト装置が知られている。また、プロジェクションテレビ等のスクリーンとしては、フレネルレンズシートまたはレンチキュラーレンズシートを用いたものが知られている。
レンズシートとしては、例えば、レンズパターンが形成されたレンズ部を透明フィルム基材上に設けたものが知られている。例えば、バックライト装置に用いられるプリズムシートのプリズムパターンは、交互に形成された複数の断面Ｖ字形の溝および複数の断面逆Ｖ字形の凸条とからなり、凸条の頭頂部の頂角は、通常、３０〜１４０°であり、そのピッチは約５〜５００μｍである。

このようなレンズシートの製造は、例えば、以下のように行われる。
放射線硬化性組成物を、レンズパターンに対応した凹凸パターンが外周面に形成された円筒形のロール金型と透明フィルム基材との間に供給する。ついで、透明フィルム基材側から放射線を照射して放射線硬化性組成物を硬化させ、ロール金型の凹凸パターンが転写されたレンズ部を形成する。
ロール金型は、円筒形の鋼製ロールの外周面に銅めっき層を設け、該銅めっき層を旋削して、レンズパターンに対応する凹凸パターン（プリズムパターンとしては、交互に形成された複数の断面Ｖ字形の溝および複数の断面逆Ｖ字形の凸条とからなるパターン）を形成し、さらに、凹凸パターンに表面保護用の無電解ニッケルめっき処理を施したものである（例えば、特許文献１参照）。

ところで、レンズシートにおいては、光学的特性の観点から、断面Ｖ字形の溝の底部および断面逆Ｖ字形の凸条の頭頂部を、鋭角的な剣先形状とすることが必要である。そのため、ロール金型の凹凸パターンにおいても、断面Ｖ字形の溝の底部および断面逆Ｖ字形の凸条の頭頂部を、鋭角的な剣先形状とすることが必要である
しかし、図７に示すように、溝の底部１０１および凸条の頭頂部１０２が鋭角的な剣先形状となるように、銅めっき層１０３を旋削しても、この上にニッケルめっき層１０４を斑なく形成した場合、ニッケルめっき層１０４が厚くなりすぎ、ニッケルめっき層１０４の溝の底部１０５および凸条の頭頂部１０６が丸くなってしまうという問題がある。

そこで、ロール金型における溝の底部および凸条の頭頂部を鋭角的な剣先形状とするためには、ニッケルめっき層を薄くすればよい。しかし、ニッケルめっき層を薄くした場合、ニッケルめっき層の厚さが均一にならない、めっき斑等の欠陥が発生する等の問題が発生する。
特開平１１−１００６８３号公報

本発明の目的は、めっき斑等の欠陥の発生を抑えつつ、金型本体の外周面の凹凸パターン上に比較的薄いニッケルめっき層を均一に形成できるニッケルめっき金型の製造方法および製造装置を提供することにある。

本発明のニッケルめっき金型の製造方法は、外周面に凹凸パターンが形成された円筒形の金型本体をめっき槽内のニッケルめっき液に浸漬して、金型本体の外周面にニッケルめっき処理を施すニッケルめっき金型の製造方法であって、金型本体の中心軸を略水平にし、金型本体の中心軸を回転軸として金型本体を周速１．５〜５ｍ／分で回転させるとともに、金型本体の外周面に沿って、金型本体の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成することを特徴とする。

本発明のニッケルめっき金型の製造方法においては、前記めっき槽内のニッケルめっき液をオーバーフローさせながら金型本体の外周面にニッケルめっき処理を施すことが好ましい。
本発明のニッケルめっき金型の製造方法においては、前記めっき槽からオーバーフローしたニッケルめっき液を濾過した後、前記めっき槽に返送することが好ましい。

本発明のニッケルめっき金型の製造装置は、ニッケルめっき液を溜めるめっき槽と、めっき槽からオーバーフローしたニッケルめっき液を受ける外槽と、外槽内のニッケルめっき液をめっき槽へ返送する返送流路と、返送流路の途中に設けられた濾過フィルターと、円筒形の金型本体を保持し、該金型本体をめっき内槽内に浸漬するアームと、金型本体の中心軸を回転軸として金型本体を回転させる駆動装置とを具備し、前記めっき内槽内に形成された返送流路の吐出口に、該吐出口から吐出されたニッケルめっき液が金型本体の回転方向と略同方向に流れるように調整する邪魔板を設け、邪魔板と金型本体との間に遮蔽板を設けたことを特徴とする。

濾過フィルターの濾過精度は、０．５μｍ以下であることが好ましい。

本発明のニッケルめっき金型の製造方法によれば、めっき斑等の欠陥の発生を抑えつつ、金型本体の外周面の凹凸パターン上に比較的薄いニッケルめっき層を均一に形成できる。
本発明のニッケルめっき金型の製造装置によれば、めっき斑等の欠陥の発生を抑えつつ、金型本体の外周面の凹凸パターン上に比較的薄いニッケルめっき層を均一に形成できる。

＜ニッケルめっき金型の製造装置＞
図１は、本発明のニッケルめっき金型の製造装置の一例を示す概略構成図である。
図中、符号１２は、めっき処理槽である。めっき処理槽１２は、図２および図３に示すように、ニッケルめっき液を溜めるめっき槽３１（内槽）と、めっき槽３１からオーバーフローしたニッケルめっき液を受ける外槽３２と、外槽３２内のニッケルめっき液をめっき槽３１へ返送する返送流路３３と、返送流路３３の途中に設けられたポンプ３４および濾過フィルター３５と、めっき槽３１の底部に形成された返送流路３３の吐出口３６から吐出されたニッケルめっき液が金型本体３の回転方向と略同方向に流れるように調整する邪魔板３７と、邪魔板３７と金型本体３との間に設けられた遮蔽板３８と、シャワー（図示略）とを具備して概略構成される。

めっき槽３１は、金型本体３の長手方向と同じ方向に長くされた箱形の槽である。めっき槽３１の長手方向の両側面には、該側面の上端辺から中央に向かって金型本体３の回転軸５を挿入できるようにスリット（図示略）が設けられている。該スリットは、めっき槽３１内のニッケルめっき液がスリットから漏れ出さないように、金型本体３の回転軸５の形状に追随できるような可とう性の材料で形成されている。また、めっき槽３１には、電気ヒーター、蒸気配管等の加熱手段が設けられている。

外槽３２は、内槽であるめっき槽３１よりもひとまわり大きくされた槽であり、めっき槽３１を囲むように、かつめっき槽３１との間に間隙が形成されるように設けられている。外槽３２の底部には、ニッケルめっき液を返送流路３３へ排出するための排出口３９が形成されている。また、外槽３２には、電気ヒーター、蒸気配管等の加熱手段が設けられている。

ポンプ３４は、外槽３２から返送流路３３を通ってめっき槽３１へ向かうニッケルめっき液の流れを形成するとともに、吐出口３６から勢いを付けてニッケルめっき液を吐出させることによって、金型本体３の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成するものである。

濾過フィルター３５は、ニッケルめっき液中の不純物、雑菌等を除去するためのものである。不純物、雑菌等が、最終的に得られるニッケルめっき金型の外周面に付着していると、これらがレンズシートに転写され、レンズシートの汚れとなり、レンズシートの光学的特性が低下する。濾過フィルター３５の濾過性能は０．５μｍ以下が好ましく、０．２μｍ以下がより好ましい。また、濾過フィルタ−３５の濾過精度としては、均一除去処理率（ＬＲＶ値：ｌｏｇ（チャレンジ菌数または微粒子数／漏れた菌数または微粒子数））が５〜７のものが好ましい。

邪魔板３７は、吐出口３６を覆うように設けられ、かつめっき槽３１の長手方向に長くされた矩形の部材であり、吐出口３６から吐出されたニッケルめっき液が金型本体３の回転方向と略同方向に流れるように少なくとも一辺に開口部が形成されているものである。
遮蔽板３８は、邪魔板３７の開口部から吐出されたニッケルめっき液が金型本体３に直接当たらないようにするとともに、金型本体３の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成するためのものである。

搬送装置２２は、金型本体３をめっき処理槽１２上方に移動させ、めっき液中に浸漬させるとともに、金型本体３をめっき液中から上昇させる等、金型本体３１を搬送する装置であり、めっき処理槽１２の上方を通過するように設けられたレール４１と、レール４１上を移動する移動体４２と、移動体４２から下方に延びる、移動体４２とともにレール４１に沿って移動可能とされた２本の昇降レール４３と、昇降レール４３によって昇降可動にされ、金型本体３を保持するアーム４４とを具備して概略構成される。

アーム４４は、昇降レール４３から水平方向に延びるアーム本体４５と、アーム本体４５の基端および先端から下方に延び、金型本体３の回転軸５の軸受け（図示略）が設けられた把持部４６、４７と、アーム本体４５上に設置された駆動装置４８とを具備するものである。
駆動装置４８は、把持部４７内を通り、金型本体３の回転軸５に接続するチェーン（図示略）を介して金型本体３を回転させるものである。駆動装置４８としては、モーター等が挙げられる。

本発明のニッケルめっき金型の製造装置１には、上記めっき処理槽１２に並列して水洗処理、脱脂処理、酸活性処理等を行う前処理設備１１、水洗処理、乾燥処理等を行う後処理設備１３を設けてもよい。前処理設備１１および後処理設備１３には、各処理を行う処理槽、処理部等を連続して設置することが好ましい。このように前処理工程から後処理工程までを連続して実施する場合には、搬送装置２２には、前処理から後処理にわたって各処理槽および処理部の上方を通過するようにレール４１を設けることが好ましい。これにより、金型本体３を各処理槽および処理部に搬送できるとともに、各処理槽および処理部で金型本体３を昇降させるようにすることができる。

また、前処理設備１１および後処理設備１３に設けられる各処理槽は、必要に応じて、めっき処理槽１２と同様に処理液を溜める内槽と、内槽からオーバーフローした処理液を受ける外槽と、外槽内の処理液を内槽へ返送する返送流路と、返送流路の途中に設けられたポンプおよび濾過フィルターとを具備することが好ましい。
本発明のニッケルめっき金型の製造装置１は、クリーンブース２内に、前処理設備１１、後処理設備１３とともに設置されることが好ましい。クリーンブース２には、フィルター４を通過した空気が供給されるようになっている。

＜ニッケルめっき金型の製造方法＞
まず、ニッケルめっき金型の製造装置１にてニッケルめっき処理される対象である、金型本体３について、プリズムシート用の金型を例に説明する。

金型本体３は、円筒形の鋼製ロールの外周面に設けられた銅めっき層に、レンズシートのプリズムパターンに対応する凹凸パターンを形成したものである。凹凸パターンは、図４に示すように、金型本体３の円周方向に延びる断面Ｖ字形の溝５１と断面逆Ｖ字形の凸条５２とが銅めっき層５３表面に交互に形成されてなるものである。
溝５１の底部の先端角αは、レンズシートのプリズムパターンにおける凸条の頭頂部の頂角に合わせて、通常、３５〜１４０°である。また、凸条５２の頭頂部の頂角βは、通常、４０〜７０°である。溝５１のピッチγは、通常、レンズシートにおける凸条の頭頂部のピッチにあわせて、５〜５００μｍである。

金型本体３は、円筒形の鋼製ロールの外周面に銅めっき処理を施して銅めっき層を設け、ついで、該銅めっき層を旋削して、プリズムパターンに対応する凹凸パターンを形成することによって製造される。
鋼製ロールとしては、軽量化のために中空円筒体のロール材が用いられる。
銅メッキ処理は、公知の方法によって行えばよい。銅めっき層の厚さは、例えば、１００〜１０００μｍである。銅めっき層としては、被削性に優れることから、ビッカース硬度１８０〜２５０Ｈｖの硬質銅めっき層が好ましい。

銅めっき層の旋削には、切削工具が取り付けられた旋盤を用いる。
切削工具としては、超硬バイト、ＣＢＮバイト、ダイヤモンドバイト等が挙げられる。これらのうち、加工精度を他のバイトより高くできる点で、ダイヤモンドバイトが好ましい。ダイヤモンドバイトは、レンズシートのプリズムパターンにおける凸条の頭頂部の頂角に合わせて、先端部の角度が３５〜１４０°に研磨された略三角柱状の形状を有している。

つぎに、ニッケルめっき金型の製造装置１を用いたニッケルめっき金型の製造方法について説明する。
金型本体３を、その中心軸を略水平にした状態で搬送装置２２のアーム４４に取り付けた後、金型本体３をめっき処理槽１２の上方に移動させる。アーム４４を昇降レール４３に沿って下降させ、めっき処理槽１２の内槽であるめっき槽３１内のニッケルめっき液に浸漬させる。金型本体３を回転させながら、めっき槽３１に設置された電極に所定の電圧をかけ、所定の電流を流すことによって所定時間、金型本体３の外周面に電気ニッケルめっき処理を施す。ついで、電流を遮断して自己触媒によって金型本体３の外周面に無電解ニッケルめっき処理を施し、ニッケルめっき層を形成する。
その後、めっき槽３１内のニッケルめっき液を返送流路３３から分岐した排液流路を通してニッケルめっき処理槽１２から排出し、シャワーによる水洗を開始する。ニッケルめっき液の排出開始直後、アーム４４を昇降レール４３に沿って上昇させ、ニッケルめっき金型を引き上げ、シャワーより、ニッケルめっき金型下部に向けて斜め上方から水を噴出させ、ニッケルめっき金型を所定時間水洗する。

本発明においては、ニッケルめっき液には、ニッケルめっきを比較的薄くかつ均一の厚さで形成するために、パラジウム触媒等を添加しない。
また、本発明においては、めっき処理の初期の所定期間のみ電気ニッケルめっき処理を施し、その後は自己触媒により無電解ニッケルめっき処理を施すことにより、非常に薄い厚さのニッケルめっきを均一な厚さで形成することができる。電気ニッケルめっき処理時間は、１０〜６０秒が好ましく、１５〜１４秒がより好ましい。

無電解ニッケルめっき処理の際、金型本体３の中心軸を略水平にする。略水平にすることにより、無電解ニッケルめっき処理によって金型本体３の外周面から発生して上昇する水素ガスに、金型本体３の外周面が触れる時間が短くなり、水素ガスの流れによる欠陥の発生が抑えられる。一方、金型本体３の中心軸を垂直にしてしまうと、金型本体３の外周面から発生して上昇する水素ガスに、金型本体３の外周面が長時間触れることになり、水素ガスの流れによる欠陥が発生する。「略水平」とは、水素ガスに金型本体３の外周面が触れる時間が長くなることなく、水素ガスの流れによる欠陥の発生が充分に抑えられる程度であれば、金型本体３の中心軸が水平から若干ずれていてもよいことを意味する。

少なくとも金型本体３がめっき槽３１内のニッケルめっき液に浸漬している間は、金型本体３の中心軸を回転軸として金型本体３を周速１．５〜５ｍ／分で回転させる。該周速は、１．７〜５ｍ／分が好ましく、１．８〜５ｍ／分がより好ましい。周速が１．５ｍ／分未満では、金型本体３の外周面に発生する水素ガスの金型本体３の外周面からの離脱が遅くなり、水素ガスの流れによる欠陥が発生しやすくなる。周速が５ｍ／分を超えると、ニッケルめっき層の厚さが不均一になり、めっき斑が発生しやすくなる。特に、ニッケルめっき金型の凹凸パターンにおける溝の底部のニッケルめっき層の厚さが薄くなり、これに対応するレンズパターンの凸条の頭頂部を鋭角的な剣先形状とすることが困難となる傾向にある。
金型本体３の周速は、金型本体３の外径に応じて、金型本体３の回転数を設定することにより、調節することができる。

無電解ニッケルめっき処理の際、めっき槽３１には、返送流路３３の吐出口３６からニッケルめっき液を所定流量で供給し、また、めっき槽３１からオーバーフローしたニッケルめっき液を、濾過フィルター３５で濾過した後に、返送流路３３の吐出口３６からめっき槽３１へ返送する。
返送流路３３の吐出口３６から吐出されたニッケルめっき液は、邪魔板３７によって、金型本体３の回転方向と略同方向の流れとなって、めっき槽３１と遮蔽板３８との間を流れる。このとき、邪魔板３７の開口部から吐出されたニッケルめっき液は、遮蔽板３８に遮られて金型本体３に直接当たらないようにされている。邪魔板３７の開口部から吐出されたニッケルめっき液は、めっき槽３１の側壁に当たり、めっき槽３１を上昇する流れとなり、金型本体３の外周面に沿って流れるようになる。めっき槽３１を上昇したニッケルめっき液は、一部はめっき槽３１からオーバーフローし、残りは金型本体３の外周面に沿ってめっき槽３１を下降する流れとなる。めっき槽３１を下降したニッケルめっき液は、一部はそのまま金型本体３の外周面に沿って流れ、残りはめっき槽３１底部へ戻る。

このようにして、金型本体３の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向に流れるニッケルめっき液の流れが形成される。金型本体の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成することにより、ニッケルめっき層が比較的薄い場合であっても、金型本体３の外周面の凹凸パターン上にがニッケルめっき層が均一に形成される。一方、金型本体３の回転方向と逆方向のニッケルめっき液の流れを形成すると、めっき斑が発生する。「略同方向」とは、ニッケルめっき液の流れが金型本体３の回転方向に逆らわずにめっき斑の発生が充分に抑えられる程度であれば、ニッケルめっき液の流れが、金型本体３の回転方向から若干ずれていてもよいことを意味する。

また、無電解ニッケルめっき処理の際、めっき槽３１内のニッケルめっき液をオーバーフローさせながら金型本体３の外周面にニッケルめっき処理を施すことにより、めっき槽３１内のニッケルめっき液の温度変化を抑えることができ、その結果、ニッケルめっき層の厚さがより均一になる。

また、めっき槽３１からオーバーフローしたニッケルめっき液を濾過した後、めっき槽に返送することにより、不純物、雑菌等がニッケルめっき液から除去され、最終的に得られるニッケルめっき金型の外周面にこれらが付着することがない。その結果、レンズシートに不純物、雑菌等に由来する汚れが発生することがなく、レンズシートの光学的特性を低下させることがない。
ニッケルめっき液の濾過は、５０℃以上で行うことが好ましい。ニッケルめっき液を５０℃以上に昇温することにより、雑菌を死滅させることができる。

返送流路３３の吐出口３６からのニッケルめっき液の吐出量（返送流路３３からの返送量、めっき槽３１からオーバーフロー量）は、８０〜１１０Ｌ／分が好ましい。
めっき槽３１内のニッケルめっき液の温度は、８５〜９５℃が好ましく、８８〜９２℃がより好ましい。
シャワーからの水の噴出量は、２５〜４０Ｌ／分が好ましい。

本発明においては、上記のようなニッケルめっき処理を施す前に、切削等の際に金型本体３の表面に付着した油等を除去するため、水洗処理、脱脂処理、酸活性処理等の前処理を施すことが好ましい。また、ニッケルめっき処理を施した後、水洗処理、湯洗処理、乾燥処理等の後処理を施すことが好ましい。これら各処理は、特に限定されるものでなく、通常のめっき工程にて用いられる処理液を用い、通常の条件にて実施できる。
これら前処理工程および後処理工程においては、必要に応じて、めっき処理と同様に処理液を濾過フィルターによって濾過を行いながら循環させて使用することが好ましい。また、水洗処理等で使用する水は濾過フィルターによって濾過された濾過水を用いることが好ましい。

このようにして製造されるニッケルめっき金型は、図５に示すように、銅めっき層５３表面に交互に形成された断面Ｖ字形の溝５１と断面逆Ｖ字形の凸条５２とからなる凹凸パターン上に、厚さｔの均一なニッケルめっき層５４を有する。
ニッケルめっき層５４の厚さは、ニッケルめっき層５４の溝の底部５５および凸条の頭頂部５６が鋭角的な剣先形状となるように薄く形成されることが好ましく、具体的には０．３〜０．７μｍが好ましい。

＜レンズシートの製造方法＞
つぎに、ニッケルめっき金型を用いたレンズシートの製造方法を説明する。
図６は、レンズシート製造装置６０の一例を示す概略構成図である。レンズシート製造装置６０には、ニッケルめっき金型６２が、駆動装置６３により、矢印Ａ方向に回転可能に取付けられている。円筒形のニッケルめっき金型６２の外周面には、凹凸パターンの溝および凸条が延びる方向、すなわち円周方向に沿って、長尺状の透明フィルム基材６４が連続的に供給される。

ニッケルめっき金型６２と透明フィルム基材６４との間には、所定量の放射線硬化性組成物６６が、樹脂タンク６８から連続的に供給される。放射線硬化性組成物６６の供給位置の下流側には、供給された放射線硬化性組成物６６の厚さを均一にするニップローラ７０が、ニッケルめっき金型６２との間で透明フィルム基材６４を挟持するように配置されている。ニップローラ７０には、透明フィルム基材６４を挟持する圧力を調整する圧力調整機構７２が連結されている。

ニップローラ７０の下流側位置には、放射線照射装置７４が配置され、透明フィルム基材６４を通して放射線を、ニッケルめっき金型６２と透明フィルム基材６４との間に供給された放射線硬化性組成物６６に照射するように構成されている。放射線の照射により、放射線硬化性組成物６６は、ニッケルめっき金型６２の外周面の凹凸パターンと相補的な形状で硬化させられる。すなわち、透明フィルム基材６４の表面に、ニッケルめっき金型６２の外周面の凹凸パターンが転写されたプリズムパターンを有するレンズ（プリズム）部が形成される。

放射線照射装置７４の下流側位置には、剥離用ローラ７６が配置され、表面にレンズ部が形成されレンズシートとなった透明フィルム基材６４を、ニッケルめっき金型６２から剥離する。

透明フィルム基材６４としては、レンズシートの基材として求められる特性を備え、かつ、紫外線、電子線等の放射線を透過する材料が選択される。ポリエステル、アクリル樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニル系樹脂、ポリメタクリルイミド等の透明樹脂フィルムが好ましい。これらのうち、レンズ部より屈折率が低く、表面反射率が低い、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレートとポリフッ化ビニリデン系樹脂との混合物、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等が特に好ましい。

透明フィルム基材６４の厚さは、レンズシートの使用目的に応じて、例えば、２０〜５００μｍの範囲から選定される。
透明フィルム基材６４には、レンズ部との密着性を向上させるため、アンカーコート等の処理を表面に施してもよい。

放射線硬化性組成物６６としては、硬化後にレンズ部に求められる特性を有し、かつ、紫外線、電子線等の放射線で硬化される材料が選択される。例えば、ポリエステル類、エポキシ系樹脂、ポリエステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系樹脂等が挙げられる。これらのうち、光学的特性等の観点から、（メタ）アクリレート系樹脂が特に好ましい。

放射線照射装置７４としては、放射線硬化性組成物６６を硬化させる放射線を照射する装置が選択される。例えば、化学反応用ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、可視光ハロゲンランプ等が挙げられる。放射線の照射量は、２００ｎｍから６００ｎｍの波長の積算エネルギが０．１〜５０Ｊ／ｃｍ² となる量が好ましい。また、照射雰囲気は、空気でもよく、窒素、アルゴン等の不活性ガスでもよい。

以上説明した本発明のニッケルめっき金型の製造方法にあっては、金型本体３をめっき槽３１内のニッケルめっき液に浸漬した際に、金型本体３の中心軸を略水平にし、金型本体３の中心軸を回転軸として金型本体３を周速１．５〜５ｍ／分で回転させるとともに、金型本体３の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成しているため、めっき斑等の欠陥の発生を抑えつつ、金型本体３の外周面の凹凸パターン上に比較的薄いニッケルめっき層５４を均一に形成できる。これにより、ニッケルめっき金型６２における溝５１の底部５５および凸条５２の頭頂部５６を鋭角的な剣先形状とすることができる。その結果、最終的に得られるレンズシートのプリズムパターンにおいて溝の底部および凸条の頭頂部を鋭角的な剣先形状とすることができ、光学的特性に優れるレンズシートが得られる。

また、以上説明した本発明のニッケルめっき金型の製造装置にあっては、金型本体３をめっき槽３１内のニッケルめっき液に浸漬した際に、金型本体３の中心軸を略水平にし、金型本体３の中心軸を回転軸として金型本体３を周速１．５〜５ｍ／分で回転させるとともに、金型本体３の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成することができる。よって、本発明のニッケルめっき金型の製造装置によれば、めっき斑等の欠陥の発生を抑えつつ、金型本体３の外周面の凹凸パターン上に比較的薄いニッケルめっき層５４を均一に形成できる。そして、最終的には、光学的特性に優れるレンズシートが得られる。

〔実施例１〕
外径２００ｍｍ、画長５００ｍｍの鋼製ロールの外周面を研磨した後、その外周面に銅メッキ処理を施して厚さ２００μｍ、ビッカース硬度２００Ｈｖの硬質銅めっき層を設けた。銅めっき層に、ダイヤモンドバイトで鏡面加工を行った。加工面はピット等の欠陥がなく鏡面加工されていることを確認した。
ついで、頂角６５ーのダイヤモンドバイトを用い、ピッチ５０μｍで、銅めっき層を旋削して、プリズムパターンに対応する凹凸パターンを形成し、金型本体３を製造した。

図１に示すニッケルめっき金型の製造装置１を用いて金型本体３に無電解ニッケルめっき処理を以下のように施した。なお、各槽に供給する水は、あらかじめ濾過フィルター（三菱レイヨン（株）製、ステラポア−Ｋ、濾過精度０．１μｍ、１０インチ×８本）で濾過した。また、各槽の処理液を、無電解ニッケルめっき処理開始の３時間前から循環によって濾過フィルターに通し続け、充分に処理液の濾過を行った。めっき処理槽１２の濾過フィルター３５としては、富士写真フイルム社製のＰＳＥＣＭ−２０Ｄ（濾過精度０．２μｍ）を用いた。

金型本体３を、その中心軸を略水平にした状態でニッケルめっき金型の製造装置１の搬送装置２２のアーム４４に取り付けた後、金型本体３を常に周速６．５ｍ／分で回転させながら、金型本体３を前処理設備１１に移動させ、水洗処理、脱脂処理および酸活性処理の前処理を施した。

前処理された金型本体３をめっき処理槽１２の上方に移動させ、金型本体３の周速を１．９ｍ／分に変速し、アーム４４を昇降レール４３に沿って下降させ、金型本体３の中心軸を略水平にした状態で、めっき処理槽１２の内槽であるめっき槽３１内の９１．５℃のニッケルめっき液に浸漬させた。

金型本体３を常に周速１．９ｍ／分で回転させながら、めっき槽３１に設置された電極に５Ｖの電圧をかけ、１００Ａの電流を３０秒間流した。電圧の印加を止めた後も、金型本体３を常に周速１．９ｍ／分で回転させながら、９１．５℃のニッケルめっき液への浸漬を続けた。無電解ニッケルめっき処理の間、めっき槽３１には、返送流路３３の吐出口３６からニッケルめっき液を１０５Ｌ／分で吐出し、また、めっき槽３１からオーバーフローしたニッケルめっき液を、濾過フィルター３５で濾過した後に、返送流路３３の吐出口３６からめっき槽３１へ返送した。このようにして、金型本体３の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向に流れるニッケルめっき液の流れを形成した。

浸漬開始から２３０秒後にポンプ３４を停止し、浸漬開始から２３５秒後にシャワーより水（室温）を３０Ｌ／分で噴出させ、ニッケルめっき金型の水洗を開始し、めっき槽３１内のニッケルめっき液の排出を開始した。ニッケルめっき液の排出開始直後、アーム４４を昇降レール４３に沿って上昇させ、ニッケルめっき金型を引き上げ、シャワーより、ニッケルめっき金型下部に向けて斜め上方から水（室温）を３０Ｌ／分で噴出させ、ニッケルめっき金型を１２０秒水洗した。水洗後、金型本体３の周速を６．５ｍ／分に戻した。

その後、金型本体３を後処理設備１３に移動させ、水洗処理および乾燥処理の後処理を施し、搬送装置２２のアーム４４からニッケルめっきが施された金型本体３を取り外した。
得られたニッケルめっき金型を目視で観察したところ、めっき斑等の欠陥は確認されなかった。

このニッケルめっき金型と、アクリル系紫外線硬化性組成物（三菱レイヨン社製、ＲＰ３１２５Ａ）とを用い、図６のレンズシート製造装置６０で、レンズシートを製造した。
ニッケルめっき金型６２とゴム製のニップルロール７０との間に、透明フィルム基材６４として、片面に密着性向上処理を施したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東洋紡社製、Ａ４１００、厚さ１００μｍ、幅４７０ｍｍ）を、処理面がニッケルめっき金型６２の外周面に巻き付くようにレンズシート製造装置６０に導入した。

ついで、樹脂タンク６８から供給された４０℃のアクリル系紫外線硬化性組成物６６を、供給ノズルから透明フィルム基材６４とニッケルめっき金型６２との間に供給しながら、ニッケルめっき金型６２を周速６ｍ／分で回転させた。供給されたアクリル系紫外線硬化性組成物６６が、透明フィルム基材６４とニッケルめっき金型６２との間に保持された状態で、９．６ｋＷ（１２０Ｗ／ｃｍ）の放射線照射装置７４から、照射量（照射エネルギー）が２００ｍＪ／ｃｍ² となるように紫外線を照射し、アクリル系紫外線硬化性組成物６６を硬化させ、賦型した後、ニッケルめっき金型６２から透明フィルム基材６４を剥離してレンズシートを得た。
得られたレンズシートの断面をＳＥＭで観察したところ、各プリズムの溝および頭頂部が鋭角的な剣先形状となっていることが確認された。また、ニッケルめっき金型のめっき斑等に起因する欠陥は確認されなかった。また、得られたレンズシートをバックライト装置に用いたところ、光学欠陥がなく輝度が高いバックライト装置が得られた。

〔比較例１〕
無電解ニッケルめっき処理において、ポンプ３４を止めて、金型本体３の外周面に沿って、金型本体３の回転方向と略同方向に流れるニッケルめっき液の流れを形成させることなく、かつ金型本体３の周速を１．４ｍ／分に変更した以外は、実施例１と同様にしてニッケルめっき金型を製造した。
得られたニッケルめっき金型を目視で観察したところ、めっき斑等の欠陥が確認された。

このニッケルめっき金型を用い、実施例１と同様にしてレンズシートを製造した。
得られたレンズシートの断面をＳＥＭで観察したところ、各プリズムの溝および頭頂部が丸くなっていることが確認された。また、ニッケルめっき金型のめっき斑に起因する欠陥が確認された。また、得られたレンズシートをバックライト装置に用いたところ、実施例１のレンズシートに比べ、光学特性に劣っていた。

本発明のニッケルめっき金型の製造方法および製造方法は、レンズシートの製造に用いられるニッケルめっき金型の製造に有用である。

本発明のニッケルめっき金型の製造装置の一例を示す概略構成図である。 めっき処理槽の一例を示す側断面図である。 めっき処理槽の一例を示す正面断面図である。 金型本体の外周面の凹凸パターンを示す拡大断面図である。 本発明の製造方法で得られたニッケルめっき金型の外周面の凹凸パターンを示す拡大断面図である。 レンズシート製造装置の一例を示す概略構成図である。 従来の製造方法で得られたニッケルめっき金型の外周面の凹凸パターンを示す拡大断面図である。

符号の説明

１ ニッケルめっき金型の製造装置
３ 金型本体
５ 回転軸
３１ めっき槽
３２ 外槽
３３ 返送流路
３５ 濾過フィルター
４４ アーム
４８ 駆動装置
６２ ニッケルめっき金型

Claims (4)

1. 外周面に凹凸パターンが形成された円筒形の金型本体をめっき槽内のニッケルめっき液に浸漬して、金型本体の外周面にニッケルめっき処理を施すニッケルめっき金型の製造方法であって、
   金型本体の中心軸を略水平にし、金型本体の中心軸を回転軸として金型本体を周速１．５〜５ｍ／分で回転させるとともに、金型本体の外周面に沿って、金型本体の回転方向と略同方向のニッケルめっき液の流れを形成するニッケルめっき金型の製造方法。
2. 前記めっき槽内のニッケルめっき液をオーバーフローさせながら金型本体の外周面にニッケルめっき処理を施す、請求項１に記載のニッケルめっき金型の製造方法。
3. 前記めっき槽からオーバーフローしたニッケルめっき液を濾過した後、前記めっき槽に返送する、請求項２に記載のニッケルめっき金型の製造方法。
4. ニッケルめっき液を溜めるめっき槽と、
   めっき槽からオーバーフローしたニッケルめっき液を受ける外槽と、
   外槽内のニッケルめっき液をめっき槽へ返送する返送流路と、
   返送流路の途中に設けられた濾過フィルターと、
   円筒形の金型本体を保持し、該金型本体をめっき槽内に浸漬するアームと、
   金型本体の中心軸を回転軸として金型本体を回転させる駆動装置と
   を具備し、
   前記めっき槽内に形成された返送流路の吐出口に、該吐出口から吐出されたニッケルめっき液が金型本体の回転方向と略同方向に流れるように調整する邪魔板を設け、
   邪魔板と金型本体との間に遮蔽板を設けた、ニッケルめっき金型の製造装置。

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