JP4767614B2 - Roughness standard piece and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は粗さ標準片及びその製造方法、特にその材料及び製法の改良に関する。   The present invention relates to a roughness standard piece and a method for producing the same, and particularly to an improvement in the material and the production method.

従来より、粗さ測定器を校正するため、粗さ標準片が用いられている。
この粗さ標準片は、微細な凹凸をもち、粗さパラメータが既知のものを用いる。
粗さパラメータが既知の粗さ標準片を、粗さ測定器でなぞる。粗さ測定器で得られた測定結果に基づき粗さパラメータを求め、粗さ標準片の粗さパラメータとの比較を行う。この比較結果に基づき、表面粗さ測定器の校正、例えば表面粗さ測定器の出力信号の調整を行う。
Conventionally, a roughness standard piece is used to calibrate a roughness measuring instrument.
As this roughness standard piece, one having fine irregularities and a known roughness parameter is used.
A roughness standard with a known roughness parameter is traced with a roughness measuring instrument. A roughness parameter is obtained based on the measurement result obtained by the roughness measuring instrument, and is compared with the roughness parameter of the roughness standard piece. Based on the comparison result, the surface roughness measuring instrument is calibrated, for example, the output signal of the surface roughness measuring instrument is adjusted.

ところで、粗さ測定器の高精度化に伴い、その校正に用いられる粗さ標準片にも高精度、つまり所望の表面粗さを維持する(耐久性等)、という高品質が要求される。
また粗さ標準片は、製造の効率化、例えば製造時のコスト低減、リードタイム短縮、電鋳型やめっき浴等の管理作業の容易化も要求される。
By the way, with the increase in accuracy of the roughness measuring instrument, the roughness standard piece used for the calibration is also required to have high quality, that is, maintain a desired surface roughness (such as durability).
The roughness standard piece is also required to improve production efficiency, for example, cost reduction during production, lead time reduction, and ease of management work such as an electroforming mold and a plating bath.

従来、粗さ標準片の製造は、電鋳(エレクトロフォーミング)で型の形状を金属めっきに転写する方法を用いることが一般的である。
例えば従来は、型に電鋳で金属めっきの厚付けを行い、型に形成されている凹凸を金属めっきに転写する。この電鋳で得られた金属めっきを型から剥がす。この型から剥がされた金属めっきを粗さ標準片として用いるのである。
特開2001−212722号公報
Conventionally, it is common to manufacture a roughness standard piece using a method of transferring the shape of a mold to metal plating by electroforming.
For example, conventionally, the metal plating is thickened by electroforming on the mold, and the unevenness formed on the mold is transferred to the metal plating. The metal plating obtained by this electroforming is peeled off from the mold. The metal plating peeled off from this mold is used as a roughness standard piece.
JP 2001-121722 A

しかしながら、前記粗さ標準片にあっても、その品質の更なる向上が望まれていたものの、従来は、これを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。
また粗さ標準片は、前述のように品質の更なる向上が要求される一方で、製造の効率化に関しては改善の余地が残されていたものの、従来は、これを解決することのできる適切な技術が存在しなかった。
However, even with the roughness standard piece, although further improvement in its quality has been desired, there has conventionally been no appropriate technique that can solve this.
In addition, while the roughness standard piece is required to further improve the quality as described above, there is still room for improvement in terms of manufacturing efficiency. Technology did not exist.

本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その第一の目的は、所望の表面粗さを維持することができると共に、つくりやすい粗さ標準片を提供することにある。
また本発明の第二の目的は、粗さ標準片の品質向上を図りつつ、製造の効率化を図ることのできる粗さ標準片製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and a first object thereof is to provide a roughness standard piece that can maintain a desired surface roughness and is easy to manufacture.
A second object of the present invention is to provide a roughness standard piece manufacturing method capable of improving the production efficiency while improving the quality of the roughness standard piece.

本発明者らが、前記不具合について鋭意検討を重ねた結果、まず、粗さ標準片の品質低下、及び製造の効率化を妨げる原因が、共に電鋳作業に起因する点を突き止めた。   As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventors have first found out that the cause of the deterioration in the quality of the roughness standard piece and the impediment to the production efficiency are both due to the electroforming work.

第一に、本発明者らは、粗さ標準片の品質低下の原因が、電鋳で得られた金属めっきを型から剥がす時に生じやすい、めっきの曲がりや傷にあることを突き止めた。
すなわち、従来は型の形状の転写に電鋳を用いているが、電鋳で得られた金属めっきを型から剥がすのが難しく、この時にめっきに曲がりや、傷がつくことがある。
特に粗さ標準片には高精度が要求されており、一般的な標準器では問題ないが、より高品質が要求される粗さ標準片では、この曲がりや傷による品質低下はより深刻となる。
例えば電鋳で得られた金属めっきを型から剥がす作業時に生じるめっきの曲がりや傷が原因で、粗さ標準片完成時の品質が低いことがあり、所望の粗さパラメータを満足しないものがある。そして、完成品の検査を全数行った時に、所望の規格を満足しないものは不良品として捨てる必要があり、これが、製造効率を低下させる一因ともなり得る。
First, the present inventors have found that the cause of the quality deterioration of the roughness standard piece is the bending or scratching of the plating, which is likely to occur when the metal plating obtained by electroforming is peeled off from the mold.
That is, conventionally, electroforming is used to transfer the shape of the mold, but it is difficult to peel off the metal plating obtained by electroforming from the mold, and at this time, the plating may be bent or scratched.
In particular, high accuracy is required for the roughness standard piece, and there is no problem with a general standard device, but with a roughness standard piece that requires higher quality, the deterioration of quality due to bending or scratching becomes more serious. .
For example, due to plating bends and scratches that occur during the work of peeling the metal plating obtained by electroforming from the mold, the quality when the roughness standard piece is completed may be low, and there are those that do not satisfy the desired roughness parameter . Then, when all of the finished products are inspected, those that do not satisfy the desired standard must be discarded as defective products, which may be a factor in reducing manufacturing efficiency.

第二に、本発明者らは、製造の効率化を妨げる原因が、電鋳作業(例えばめっき時間、めっき浴の管理等)の困難性にあることを突き止めた。
すなわち、電鋳で得られた金属めっきを型から剥がすのが非常に困難であるので、コスト、時間、手間がかかる。
また電気めっきによる精密転写のため、型にキズ、しみなどが付くと、粗さ標準片に転写されてしまうので、型の再製作が必要となり、製造コスト、製造時間、製造の手間の問題はより深刻となる。
また電鋳では、めっき浴の管理(液組成、電流)が必要となるので、製造時のコスト、時間、手間がかかるのである。
Secondly, the present inventors have found that the cause of hindering the production efficiency is the difficulty of electroforming operations (for example, plating time, plating bath management, etc.).
That is, since it is very difficult to peel off the metal plating obtained by electroforming from the mold, cost, time and labor are required.
Also, due to precision transfer by electroplating, if scratches or stains are attached to the mold, it will be transferred to the roughness standard piece, so it will be necessary to remanufacture the mold, and the problems of manufacturing cost, manufacturing time, and labor of manufacturing will be Become more serious.
In addition, electroforming requires management of the plating bath (liquid composition, current), and thus costs, time, and labor are required during production.

そして、本発明者らは、粗さ標準片の品質低下の原因となる製造時の曲がりや傷を防ぐため、及び製造の効率化を妨げる原因となる電鋳作業(転写作業)を容易化するため、従来方式に比較し、型の形状の転写性、型からの剥がしやすさ、及び製造の効率化に優れている射出成形又はホットエンボス加工で、型の形状を樹脂に転写する手法と、保護膜の形成との組み合わせ、という解決手段に到達し得た。   The inventors of the present invention facilitate electroforming work (transfer work) that prevents bending and scratches during manufacturing, which cause deterioration in the quality of the roughness standard piece, and that prevents manufacturing efficiency. Therefore, compared to the conventional method, a method of transferring the shape of the mold to the resin by injection molding or hot embossing, which is excellent in transferability of the shape of the mold, ease of peeling from the mold, and efficient production, The solution of the combination with the formation of the protective film could be reached.

すなわち、本発明者らは、粗さ標準片の要求性能を満たすためには、基準体の製法としては数ある製法の中から樹脂の射出成形又はホットエンボス加工を選択することが重要であり、またこの基準体には保護膜との組み合わせが重要である点にも到達し得た。   That is, in order to satisfy the required performance of the roughness standard piece, it is important for the inventors to select resin injection molding or hot embossing from among a number of manufacturing methods as the reference body. In addition, it was possible to reach the point that the combination with the protective film was important for this reference body.

このようにして粗さ標準片の不具合の原因解明に基づく前記解決手段の発見により、粗さ標準片の品質向上を図りつつ、製造時のコスト低減、時間の短縮、手間の容易化を図ることのできることを見出し、本発明を完成するに至った。   In this way, by finding the solution based on the elucidation of the cause of the defect of the roughness standard piece, while improving the quality of the roughness standard piece, cost reduction at the time of production, reduction of time, and effort As a result, the present invention has been completed.

粗さ標準片
すなわち、前記第一の目的を達成するために本発明にかかる粗さ標準片は、粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片において、基準体と、保護膜と、を備える。
ここで、前記基準体は、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている型に樹脂を当てて得られた、該型の凹凸に対応する微細な凹凸をもつ。
また前記保護膜は、前記基準体上に均一な厚みでしっかり密着され、所望の硬度を有する。
そして、前記保護膜が前記基準体と同じ凹凸をもち、該保護膜の凹凸が前記粗さ測定器の校正に用いられることを特徴とする。
Roughness standard piece, i.e., the roughness standard piece according to the present invention to achieve the first object is a roughness standard piece used for calibration of a roughness measuring instrument, comprising a reference body and a protective film. Prepare.
Here, the reference body has fine unevenness corresponding to the unevenness of the mold obtained by applying a resin to a mold on which fine unevenness satisfying a desired surface roughness is formed.
Further, the protective film is firmly adhered to the reference body with a uniform thickness and has a desired hardness.
The protective film has the same unevenness as the reference body, and the unevenness of the protective film is used for calibration of the roughness measuring device.

<保護膜>
なお、本発明にかかる粗さ標準片において、前記保護膜は、ダイヤモンドライクカーボンを材料として含み、かつ、前記基準体の、凹凸形成面及びその対向面に設けられていることが好適である。
<Protective film>
In the roughness standard piece according to the present invention, it is preferable that the protective film includes diamond-like carbon as a material, and is provided on the concavo-convex formation surface and the opposite surface of the reference body.

射出成形
また前記第二の目的を達成するために本発明にかかる粗さ標準片製造方法は、粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片の製造方法において、転写工程と、保護膜形成工程と、
を備えることを特徴とする。
ここで、前記転写工程は、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている成形型に溶融樹脂を射出充填し該成形型の微細な凹凸を該樹脂に転写し、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸をもつ基準体を形成する。
また前記保護膜形成工程は、前記転写工程で得られた基準体上に、所望の硬度を有する保護膜を均一な厚みでしっかり密着させる。
すなわち、本発明者らによれば、粗さ標準片の保護膜としては、均一な厚み、所望の硬度、及び高い密着性を同時に満足することが非常に重要であることを突き止めたからである。
In order to achieve the second object of the injection molding or the roughness standard piece manufacturing method according to the present invention, a roughness standard piece manufacturing method used for calibration of a roughness measuring instrument is a transfer step and a protective film formation. Process,
It is characterized by providing.
Here, in the transfer step, the molten resin is injected and filled into a mold in which fine irregularities satisfying a desired surface roughness are formed, and the fine irregularities of the mold are transferred to the resin to obtain a desired surface. A reference body having fine irregularities satisfying the roughness is formed.
In the protective film forming step, a protective film having a desired hardness is firmly adhered to the reference body obtained in the transfer step with a uniform thickness.
That is, according to the present inventors, it has been found that it is very important to simultaneously satisfy a uniform thickness, desired hardness, and high adhesion as a protective film for a roughness standard piece.

<射出圧縮成形>
また本発明にかかる粗さ標準片製造方法において、前記転写工程は、位置決め工程と、
射出充填工程と、圧縮工程と、を備えることが好適である。
ここで、前記位置決め工程は、前記樹脂への所望圧縮量に基づき定められた若干量だけ前記成形型のキャビティ部の容積を成形品の容積よりも拡大した状態とする。
また前記射出充填工程は、前記位置決め工程後に、前記成形型のキャビティ部に溶融樹脂を射出充填する。
前記圧縮工程は、前記射出充填工程後に、前記成形型のキャビティ部の容積が前記成形品の容積となるように該成形型のキャビティ部の樹脂を前記所望量だけ圧縮し、該成形型に形成されている微細な凹凸の該樹脂への転写を促進する。
<Injection compression molding>
In the roughness standard piece manufacturing method according to the present invention, the transfer step includes a positioning step,
It is preferable to provide an injection filling process and a compression process.
Here, in the positioning step, the volume of the cavity portion of the mold is set to be larger than the volume of the molded product by a slight amount determined based on the desired compression amount to the resin.
In the injection filling step, after the positioning step, the molten resin is injected and filled into the cavity of the mold.
In the compression step, after the injection filling step, the resin in the cavity portion of the mold is compressed by the desired amount so that the volume of the cavity portion of the mold becomes the volume of the molded product, and formed in the mold The transfer of the fine irregularities that have been made to the resin is promoted.

ホットエンボス加工
また前記第二の目的を達成するために本発明にかかる粗さ標準片の製造方法は、粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片の製造方法において、転写工程と、保護膜形成工程と、
を備えたことを特徴とする。
ここで、前記転写工程は、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている原型金型を用い、樹脂基板をホットエンボス加工することにより、該原型金型の微細な凹凸を該樹脂基板に転写し、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸をもつ基準体を形成する。
また前記保護膜形成工程は、前記転写工程で得られた基準体上に、所望の硬度を有する保護膜を均一な厚みでしっかり密着させる。
すなわち、本発明者らによれば、粗さ標準片の保護膜としては、均一な厚み、所望の硬度、及び高い密着性を同時に満足することが非常に重要であることを突き止めたからである。
In order to achieve hot embossing or the second object, a method for producing a roughness standard piece according to the present invention includes a transfer step and a protection in the method for producing a roughness standard piece used for calibration of a roughness measuring instrument. A film forming step;
It is provided with.
Here, the transfer step uses a prototype mold in which fine irregularities satisfying a desired surface roughness are formed, and hot embossing the resin substrate, thereby producing the fine irregularities of the prototype mold. Transfer to a resin substrate to form a reference body having fine irregularities that satisfy a desired surface roughness.
In the protective film forming step, a protective film having a desired hardness is firmly adhered to the reference body obtained in the transfer step with a uniform thickness.
That is, according to the present inventors, it has been found that it is very important to simultaneously satisfy a uniform thickness, desired hardness, and high adhesion as a protective film for a roughness standard piece.

ここにいう「保護膜を均一な厚み」とは、基準体からの保護膜の厚みが均一であり、基準体上の保護膜が基準体と同じ凹凸、つまり表面粗さをもつことをいう。また、保護膜形成工程では、ダイヤモンドライクカーボンを材料として含むものを用いて保護膜を形成し、かつ、該保護膜を前記基準体の凹凸形成面及びその対向面に設けることとした。
Here, “the uniform thickness of the protective film” means that the thickness of the protective film from the reference body is uniform and the protective film on the reference body has the same unevenness, that is, the surface roughness, as the reference body. Further, in the protective film forming step, a protective film is formed using a material containing diamond-like carbon as a material, and the protective film is provided on the concave-convex forming surface of the reference body and its opposing surface.


本発明にかかる粗さ標準片製造方法においては、前記型を、電鋳により製造することが好適である。
例えば電鋳でマスターとなる粗さ標準片の表面に金属を析出積層させ(厚メッキ)、これをマスターから剥離すると、マスターの凹凸と全く反対面の凹凸形状をつくることができる。これを型として使用する。この結果、本発明は、機械加工等の他の方法で作られた型を用いた場合に比較し、高い精度で、マスターとなる粗さ標準片の凹凸を細部まで複製することができるからである。
Mold In the roughness standard piece manufacturing method according to the present invention, it is preferable that the mold is manufactured by electroforming.
For example, by depositing and laminating a metal on the surface of a roughness standard piece to be a master by electroforming (thick plating) and peeling it from the master, it is possible to create a concavo-convex shape completely opposite to the concavo-convex shape of the master. Use this as a type. As a result, the present invention can reproduce the irregularities of the roughness standard piece as a master in detail with high accuracy compared to the case of using a mold made by other methods such as machining. is there.

材料の選定
本発明においては、粗さ標準片の基準体が、耐熱性・耐薬品性・硬度・経年変化・成形性に優れていることが非常に重要であるとの本発明者らによる検討結果に基づき、数ある樹脂の材料の中でも、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、脂環式炭化水素樹脂、エポキシ及びアセタールよりなる群より選ばれた一以上の樹脂を含むことが好適である。その中でも、ポリエーテルイミドが、耐熱性・耐薬品性・硬度・経年変化・成形性の点で、特に好ましい。
Selection of material In the present invention, it is considered by the present inventors that it is very important that the reference body of the roughness standard piece is excellent in heat resistance, chemical resistance, hardness, aging and formability. Based on the results, it is preferable to include one or more resins selected from the group consisting of polyetherimide, polycarbonate, acrylic resin, polyester, alicyclic hydrocarbon resin, epoxy and acetal, among other resin materials. is there. Among these, polyetherimide is particularly preferable in terms of heat resistance, chemical resistance, hardness, aging, and moldability.

また本発明においては、粗さ標準片の保護膜としては、均一な厚み、所望の硬度、及び高い密着性を同時に満足することが非常に重要であるとの本発明者らによる検討結果に基づき、数ある保護膜の材質の中でも、ダイヤモンドライクカーボン及び窒化チタンよりなる群より選ばれた一以上の材料を含むことが好適であることを突き止めた。その中でも、ダイヤモンドライクカーボンが、低摩擦係数なのでキズがつきにくく、低温で処理できる点(例えば200℃以下〜常温)、コーティング処理時の基準体の変形が少ない点で、特に好ましい。   Further, in the present invention, based on the examination results by the present inventors that it is very important to simultaneously satisfy a uniform thickness, a desired hardness, and high adhesion as a protective film for a roughness standard piece. Among the various protective film materials, it has been found that it is preferable to include one or more materials selected from the group consisting of diamond-like carbon and titanium nitride. Among them, diamond-like carbon is particularly preferable because it has a low coefficient of friction and is not easily scratched, can be processed at low temperatures (for example, 200 ° C. or lower to normal temperature), and has little deformation of the reference body during coating processing.

本発明の保護膜の材料としては、例えば以下のものを用いることができる。
前記ダイヤモンドライクカーボンとしては、例えば特開2000−205801号公報、特開2004−245846号公報、特開2004−84014号公報、特開2004−269991号公報、特開平9−204646号公報、特開2005−68528号公報、特開平11−175909号公報、特開2000−161925号公報等に記載のものを用いることができる。
前記窒化チタンとしては、例えば特開2000−205802号公報等に記載のものを用いることができる。
As the material for the protective film of the present invention, for example, the following can be used.
Examples of the diamond-like carbon include Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-205801, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-245846, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-84014, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-269991, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-204646, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-204646. JP-A-2005-68528, JP-A-11-175909, JP-A-2000-161925 and the like can be used.
As said titanium nitride, the thing as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-205802 etc. can be used, for example.

<粗さ標準片>
本発明にかかる粗さ標準片によれば、型の形状を樹脂に転写して得られた微細な凹凸をもつ基準体と、基準体上に形成された保護膜とを組み合わせることとしたので、従来方式、つまり型の形状の転写に電鋳を用いたものに比較し、粗さ標準片の品質向上を図りながら、製造の効率化を図ることができる。
<Roughness standard piece>
According to the roughness standard piece according to the present invention, because the reference body having fine irregularities obtained by transferring the shape of the mold to the resin, and the protective film formed on the reference body, Compared with the conventional method, that is, the method using electroforming for transferring the shape of the mold, it is possible to improve the production efficiency while improving the quality of the roughness standard piece.

<保護膜>
本発明にかかる粗さ標準片によれば、基準体の凹凸形成面及びその対向面に保護膜を形成することにより、より確実に、粗さ標準片の品質向上を図りながら、製造の効率化を図ることができる。
<Protective film>
According to the roughness standard piece according to the present invention, by forming a protective film on the unevenness forming surface of the reference body and the opposite surface thereof, the production efficiency can be improved more reliably while improving the quality of the roughness standard piece. Can be achieved.

<射出成形>
また本発明にかかる粗さ標準片製造方法によれば、樹脂の射出成形で型の形状を樹脂に転写する転写工程と、基準体上に保護膜をしっかり密着させる保護膜形成工程とを組み合わせることとしたので、従来方式に比較し、粗さ標準片の品質向上を図りながら、製造の効率化を図ることができる。
<Injection molding>
Further, according to the roughness standard piece manufacturing method according to the present invention, the transfer step of transferring the shape of the mold to the resin by resin injection molding and the protective film forming step of firmly attaching the protective film on the reference body are combined. Therefore, as compared with the conventional method, it is possible to improve the production efficiency while improving the quality of the roughness standard piece.

<ホットエンボス加工>
また本発明にかかる粗さ標準片製造方法によれば、樹脂のホットエンボス加工で型の形状を樹脂に転写する転写工程と、基準体上に保護膜をしっかり密着させる保護膜形成工程とを組み合わせることとしたので、従来方式に比較し、粗さ標準片の品質向上を図りながら、製造の効率化を図ることができる。
<Hot embossing>
Further, according to the roughness standard piece manufacturing method according to the present invention, the transfer step of transferring the shape of the mold to the resin by hot embossing of the resin and the protective film forming step of firmly attaching the protective film on the reference body are combined. As a result, it is possible to improve the production efficiency while improving the quality of the roughness standard piece as compared with the conventional method.

<材料の選定>
本発明においては、基準体が、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、脂環式炭化水素樹脂、エポキシ及びアセタールよりなる群より選ばれた一以上の樹脂を含み、保護膜がダイヤモンドライクカーボン及び窒化チタンよりなる群より選ばれた一以上の材料を含むことにより、より確実に、粗さ標準片の品質向上及び製造の効率化を図ることができる。
<Selection of materials>
In the present invention, the reference body includes one or more resins selected from the group consisting of polyetherimide, polycarbonate, acrylic resin, polyester, alicyclic hydrocarbon resin, epoxy, and acetal, and the protective film is diamond-like carbon. In addition, by including one or more materials selected from the group consisting of titanium nitride, it is possible to improve the quality of the roughness standard piece and increase the efficiency of production more reliably.

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施形態について説明する。
粗さ標準片
図1には本発明の一実施形態にかかる粗さ標準片の概略構成が示されている。
なお、同図(A)は、粗さ標準片を上方より見た図である。同図(B)は、粗さ標準片を側方より見た図である。同図(C)は、同図(A)に示した粗さ標準片のI−I断面の一部拡大図である。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Roughness Standard Piece FIG. 1 shows a schematic configuration of a roughness standard piece according to an embodiment of the present invention.
In addition, the same figure (A) is the figure which looked at the roughness standard piece from the upper direction. The figure (B) is the figure which looked at the roughness standard piece from the side. FIG. 4C is a partially enlarged view of the II cross section of the roughness standard piece shown in FIG.

同図に示す粗さ標準片10は、基準体12と、保護膜14と、を備える。
ここで、前記基準体12は、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている型に、ポリエーテルイミド(樹脂)を当てて得られた、該型の凹凸に対応する微細な凹凸(縦断面が正弦波)12aをもつ。
また前記保護膜14は、例えばダイヤモンドライクカーボン等よりなり、基準体12上に均一な厚みで密着されており、所望の硬度を有する。
また本実施形態においては、保護膜14が、基準体12の凹凸形成面の対向面にも、均一な厚みで密着されている。
そして、本実施形態にかかる粗さ標準片10では、保護膜14の表面粗さが、表面粗さ測定器(粗さ測定器)の校正に用いられる。
A roughness standard piece 10 shown in FIG. 1 includes a reference body 12 and a protective film 14.
Here, the reference body 12 is obtained by applying polyetherimide (resin) to a mold in which fine irregularities satisfying a desired surface roughness are formed, and corresponding to the mold irregularities. It has irregularities (the longitudinal section is a sine wave) 12a.
The protective film 14 is made of diamond-like carbon, for example, and is in close contact with the reference body 12 with a uniform thickness and has a desired hardness.
Further, in the present embodiment, the protective film 14 is in close contact with the surface opposite to the surface on which the irregularities of the reference body 12 are formed with a uniform thickness.
And in the roughness standard piece 10 concerning this embodiment, the surface roughness of the protective film 14 is used for calibration of a surface roughness measuring device (roughness measuring device).

このように本実施形態にかかる粗さ標準片10によれば、型の形状を樹脂に転写して得られた微細な凹凸をもつ基準体12と保護膜14とを組み合わせることとしたので、従来方式、つまり電鋳で型の形状を金属めっきに転写を行ったものに比較し、高品質、つまり所望の表面粗さを維持することができると共に、つくりやすいものとなる。   As described above, according to the roughness standard piece 10 according to the present embodiment, since the reference body 12 having the fine unevenness obtained by transferring the shape of the mold to the resin and the protective film 14 are combined, Compared with a method, that is, a method in which the shape of a mold is transferred to metal plating by electroforming, it is possible to maintain a high quality, that is, a desired surface roughness and to be easy to manufacture.

なお、同図(C)に示されるように保護膜14は、基準体12からの厚みが均一であり、基準体12上の保護膜14が基準体12の凹凸12aと同じ凹凸14a、つまり縦断面が正弦波形の繰り返しをもつ。   As shown in FIG. 5C, the protective film 14 has a uniform thickness from the reference body 12, and the protective film 14 on the reference body 12 has the same unevenness 14a as the unevenness 12a of the reference body 12, that is, a longitudinal section. The surface has a sinusoidal repetition.

このような粗さ標準片10の保護膜14の表面の凹凸14aを、粗さ測定器の触針でなぞった。例えば、測定位置をI−I線と平行な三本の測定ラインとし、各測定ラインでそれぞれ三回ずつ測定開始位置をずらして仮測定を9回行った。
この結果、粗さ標準片10では、例えば以下に示されるような粗さパラメータ(表面粗さ)が得られた。
Ra(中心線平均粗さ):3.0±0.08μm
Ry(最大高さ):10μm
Sm(凹凸の平均間隔):100±0.5μm
The unevenness 14a on the surface of the protective film 14 of the roughness standard piece 10 was traced with a stylus of a roughness measuring device. For example, the measurement position was set to three measurement lines parallel to the II line, and the temporary measurement was performed nine times by shifting the measurement start position three times for each measurement line.
As a result, in the roughness standard piece 10, a roughness parameter (surface roughness) as shown below, for example, was obtained.
Ra (center line average roughness): 3.0 ± 0.08 μm
Ry (maximum height): 10 μm
Sm (average irregularity interval): 100 ± 0.5 μm

製造方法1
図2〜4には図1に示した粗さ標準片10の製造方法のフローチャートが示されている。
なお、図2は本実施形態にかかる転写工程のうちの位置決め工程及び射出圧縮工程の説明図である。図3は本実施形態にかかる転写工程のうちの成形品取出工程の説明図である。図4は本実施形態にかかる保護膜形成工程の説明図である。
Manufacturing method 1
2 to 4 show a flowchart of a method for manufacturing the roughness standard piece 10 shown in FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a positioning step and an injection compression step in the transfer step according to the present embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram of the molded product removal step in the transfer step according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of a protective film forming process according to the present embodiment.

同図に示す粗さ標準片10の製造方法は、粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片10の製造方法において、転写工程(S10)と、保護膜形成工程(S12)と、を備える。
ここで、転写工程(S10)では、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸20が形成されている成形型22に、溶融樹脂24、例えば溶融状態のポリエーテルイミドを射出充填し、成形型22の微細な凹凸20を該樹脂に転写し、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸12aをもつ基準体12を形成する。
The manufacturing method of the roughness standard piece 10 shown in the figure is the same as the manufacturing method of the roughness standard piece 10 used for the calibration of the roughness measuring device, and includes a transfer step (S10) and a protective film forming step (S12). Prepare.
Here, in the transfer step (S10), a molten resin 24, for example, a molten polyetherimide, is injected and filled into a molding die 22 on which fine irregularities 20 satisfying a desired surface roughness are formed. 22 fine irregularities 20 are transferred to the resin to form a reference body 12 having fine irregularities 12a satisfying a desired surface roughness.

溶融樹脂の冷却、固化後、保護膜形成工程(S12)を行う。
すなわち、保護膜形成工程(S12)では、転写工程(S10)で得られた基準体12上に、所望の硬度を有する保護膜14を均一な厚みでしっかり密着させる。
基準体12からの保護膜14の厚みを均一とすることで、基準体12上の保護膜14が基準体12と同じ凹凸14a、つまり表面粗さをもつ。
このようにして本実施形態にかかる粗さ標準片の製造方法を構成することにより、図1に示した、粗さ標準片10を得ることができる。
After the molten resin is cooled and solidified, a protective film forming step (S12) is performed.
That is, in the protective film forming step (S12), the protective film 14 having a desired hardness is firmly attached with a uniform thickness on the reference body 12 obtained in the transfer step (S10).
By making the thickness of the protective film 14 from the reference body 12 uniform, the protective film 14 on the reference body 12 has the same unevenness 14a as the reference body 12, that is, the surface roughness.
Thus, the roughness standard piece 10 shown in FIG. 1 can be obtained by comprising the manufacturing method of the roughness standard piece concerning this embodiment.

ところで、従来、粗さ標準片は、例えば以下に示されるような各工程により、量産用マスター型からニッケルめっき厚付けによる精密転写で製作していた。
<従来方式>
(1)生産用6ヶ型の準備
(2)型枠取付
(3)電鋳作業(2〜3日間のニッケルめっき)
(4)型枠ばらし
(5)離型
(6)クロム(Cr)蒸着
(7)検査
(8)プレス打抜き
(9)カバー接着
(10)検査
By the way, conventionally, the roughness standard piece has been manufactured by precision transfer by thickening nickel plating from a master die for mass production, for example, by the following processes.
<Conventional method>
(1) Preparation of 6 molds for production (2) Mounting of molds (3) Electroforming (nickel plating for 2 to 3 days)
(4) Form separation (5) Mold release (6) Chromium (Cr) deposition (7) Inspection (8) Press punching (9) Cover adhesion (10) Inspection

すなわち、従来、型の形状を精密に転写するため、電鋳を用いるのが一般的である。
しかしながら、本発明者らによれば、電鋳では、現実には、粗さ標準片の品質向上を図るのが困難なことがあることがわかった。
すなわち、本発明者らによれば、電鋳では型の形状を精密に転写することができるものの、例えば、電鋳で得られた厚付けの金属めっきを型から剥がす時、該金属めっきに曲がりや傷が生じやすい点、金属めっきに曲がりや傷が生じると、金属めっきを本体に設けて粗さ標準片を完成した時、所望の表面粗さを満足するのが困難な点がわかった。
このため本発明者らによれば、粗さ標準片の製造では、型の形状の精密転写は勿論、転写で得られたものを曲げや傷を付けることなく、いかに確実に離型させるかが重要であることがわかった。
また本発明者らによれば、電鋳を用いたのでは、製造の効率化を低下する原因となり得ることもわかった。
That is, conventionally, electroforming is generally used to accurately transfer the shape of a mold.
However, according to the present inventors, it has been found that in electroforming, it is actually difficult to improve the quality of the roughness standard piece.
That is, according to the present inventors, although the shape of the mold can be accurately transferred by electroforming, for example, when the thick metal plating obtained by electroforming is peeled off from the mold, the metal plating is bent. It has been found that when the metal plating is provided on the main body and the roughness standard piece is completed when the metal plating is bent or scratched, it is difficult to satisfy the desired surface roughness.
For this reason, according to the present inventors, in the manufacture of the roughness standard piece, not only the precise transfer of the shape of the mold, but also how to reliably release the mold without bending or scratching it. I found it important.
Further, according to the present inventors, it has also been found that the use of electroforming can cause a reduction in manufacturing efficiency.

このように従来、表面粗さ標準片には、品質の低下、製造の効率が悪いという問題があった。
これに対し、本発明者らは、品質低下の原因が、電鋳で得られた金属めっきの曲がりや傷にあることを突き止めた。
そして、本発明者らは、品質低下の原因となる、転写で得られたものの曲がりや傷を防ぐため、射出圧縮成形と保護膜との組み合わせを採用し、高品質化を実現した。
さらに、本発明者らは、製造時のコスト、時間、手間も大幅に減らし、製造の効率化に役立つ粗さ標準片の高品質化に成功した。
例えば本実施形態は、従来方式、つまり電鋳に比較し、製造コストが、例えば約30%低減される。
また本実施形態は、従来方式、つまり電鋳に比較し、リードタイムが短縮される。例えば従来はリードタイムが31日なのに対し、本発明はリードタイムが15日〜5日でもよいまでに短縮される。
さらに、本実施形態は、鋳型の管理、電鋳浴管理の工数が削減される。
Thus, conventionally, the surface roughness standard piece has a problem that the quality is lowered and the production efficiency is poor.
On the other hand, the present inventors have found out that the cause of the deterioration in quality is bending or scratches in metal plating obtained by electroforming.
The present inventors have adopted a combination of injection compression molding and a protective film in order to prevent bending and scratching of the product obtained by transfer, which causes quality deterioration, and achieves high quality.
Furthermore, the present inventors have succeeded in improving the quality of the roughness standard piece that is useful for improving the efficiency of manufacturing by greatly reducing the cost, time, and labor during manufacturing.
For example, in this embodiment, the manufacturing cost is reduced by, for example, about 30% as compared with the conventional method, that is, electroforming.
In addition, the lead time is shortened in this embodiment as compared with the conventional method, that is, electroforming. For example, the lead time is 31 days in the past, but the present invention is shortened so that the lead time may be 15 to 5 days.
Furthermore, this embodiment reduces the man-hours for mold management and electroforming bath management.

以下に、本実施形態にかかる粗さ標準片10の製造方法の各工程について、より具体的に説明する。
<転写工程>
転写工程(S10)は、位置決め工程(S14)と、射出圧縮工程(S16)と、成形品取出工程(S18)と、を含む。
Below, each process of the manufacturing method of the roughness standard piece 10 concerning this embodiment is demonstrated more concretely.
<Transfer process>
The transfer step (S10) includes a positioning step (S14), an injection compression step (S16), and a molded product removal step (S18).

<位置決め工程>
成形型22は、所望の成形品と同一形状のキャビティ部29をもち、キャビティ部29に溶融樹脂24が流し込まれると、樹脂24に成形型22のキャビティ部29の形状を与えるものである。
このために成形型22は、第一割型30及び第二割型32と、スタンパ34と、を備える。また本実施形態において、成形機は、移動装置35を備える。
ここで、第一割型30及び第二割型32は、主に基準体12の凹凸12a以外のところを成形するためのものとする。
スタンパ34は、主に基準体12の凹凸12aを成形するためのものであり、このために微細な凹凸20の形成されているものとする。
<Positioning process>
The mold 22 has a cavity portion 29 having the same shape as the desired molded product. When the molten resin 24 is poured into the cavity portion 29, the shape of the cavity portion 29 of the mold 22 is given to the resin 24.
For this purpose, the mold 22 includes a first split mold 30 and a second split mold 32, and a stamper 34. In the present embodiment, the molding machine includes a moving device 35.
Here, the first split mold 30 and the second split mold 32 are mainly for forming portions other than the irregularities 12 a of the reference body 12.
The stamper 34 is mainly for forming the unevenness 12a of the reference body 12, and for this purpose, the fine unevenness 20 is formed.

ここで、スタンパ34は、電鋳により作られたものを用いている。
すなわち、本実施形態において、転写工程は、製造の効率化を重視し、樹脂の射出成形を採用しているが、転写工程で用いるスタンパ34等の成形型の製造には、高い精度でマスターとなる粗さ標準片の凹凸を細部まで複製することができる点を重視し、電鋳を採用している。
このように本実施形態においては、型の製造には電鋳を採用し、その型の凹凸パターンの転写には樹脂の射出成形を採用することにより、より確実に、粗さ標準片の品質向上と製造の効率化とを同時に図ることができる。
Here, the stamper 34 is made by electroforming.
That is, in the present embodiment, the transfer process emphasizes manufacturing efficiency and adopts resin injection molding. However, in the manufacture of a molding die such as the stamper 34 used in the transfer process, the master and the mold are highly accurate. Emphasis is placed on the fact that the irregularities of the roughness standard piece can be reproduced in detail, and electroforming is adopted.
As described above, in this embodiment, the quality of the roughness standard piece is improved more reliably by adopting electroforming for mold production and adopting resin injection molding for transferring the uneven pattern of the mold. And manufacturing efficiency can be improved at the same time.

移動装置35は、成形型22のキャビティ部29の樹脂24の射出圧縮成形のために、第一割型30及び第二割型32を前進ないし後退させるものとする。   The moving device 35 moves the first split mold 30 and the second split mold 32 forward or backward for injection compression molding of the resin 24 in the cavity portion 29 of the mold 22.

そして、位置決め工程(S14)では、割型30,32と、スタンパ34との装着を行う。
すなわち、位置決め工程(S14)では、第一割型30内にスタンパ34を装着し、第一割型30と第二割型32とを装着する。
この結果、同図(A)に示されるような割型30,32、スタンパ34の装着が完了し、位置決め工程(S14)を行う。
すなわち、位置決め工程(S14)では、樹脂24への所望圧縮量に基づき定められた若干量だけ成形型22のキャビティ部29の容積を成形品の容積よりも拡大した状態とする。
In the positioning step (S14), the split dies 30, 32 and the stamper 34 are attached.
That is, in the positioning step (S14), the stamper 34 is mounted in the first split mold 30, and the first split mold 30 and the second split mold 32 are mounted.
As a result, the mounting of the split dies 30, 32 and the stamper 34 as shown in FIG. 5A is completed, and the positioning step (S14) is performed.
That is, in the positioning step (S14), the volume of the cavity portion 29 of the mold 22 is set to be larger than the volume of the molded product by a certain amount determined based on the desired compression amount to the resin 24.

<射出圧縮工程>
また射出圧縮工程(S16)は、射出充填工程(S16a)と、圧縮工程(S16b)と、を備える。
ここで、射出充填工程(S16a)は、前記位置決め工程(S14)後に、成形型22のキャビティ部29に溶融樹脂24を射出充填する。
また圧縮工程(S16b)は、射出充填工程(S16a)後に、成形型22のキャビティ部29の容積が成形品の容積となるように成形型22のキャビティ部29の容積を縮小する。
この結果、成形型22のキャビティ部29の樹脂24は前記所望量だけ圧縮(加圧)され、該成形型22に形成されている微細な凹凸20の該樹脂24への転写が促進される。
<Injection compression process>
The injection compression step (S16) includes an injection filling step (S16a) and a compression step (S16b).
Here, in the injection filling step (S16a), the molten resin 24 is injected and filled into the cavity portion 29 of the mold 22 after the positioning step (S14).
In the compression step (S16b), after the injection filling step (S16a), the volume of the cavity 29 of the mold 22 is reduced so that the volume of the cavity 29 of the mold 22 becomes the volume of the molded product.
As a result, the resin 24 in the cavity portion 29 of the mold 22 is compressed (pressurized) by the desired amount, and the transfer of fine irregularities 20 formed on the mold 22 to the resin 24 is promoted.

ここで、型22の形状、特にスタンパ34の微細な凹凸20の形状を良好に転写するためには、射出成形法が好ましく、特に射出圧縮成形法が好ましい。
すなわち、射出成形法は、閉じた成形型内に溶融樹脂を高圧で流し込んで、固化させて成形する成形法である。
一方、射出圧縮成形法は、溶融樹脂の射出工程前、つまり位置決め工程で、予め圧縮量を見込んでキャビティの容積を拡大しておき、つまり成形型をわずかに開いた状態で樹脂を流し込む。その後、成形型を閉じて、溶融樹脂を圧縮して成形型形状の転写を促進する成形法である。
本実施形態の射出圧縮成形では、成形型をわずかに開いた状態で樹脂を流し込むため、充填が無理なく行える点、移動装置等を利用して、成形品の一部あるいは全面を加圧、圧縮して所定の形状を付与するため、型の形状を、より忠実に転写することができる点で優れている。
Here, in order to transfer the shape of the mold 22, particularly the shape of the fine irregularities 20 of the stamper 34, the injection molding method is preferable, and the injection compression molding method is particularly preferable.
That is, the injection molding method is a molding method in which a molten resin is poured into a closed mold at high pressure and solidified for molding.
On the other hand, in the injection compression molding method, before the molten resin injection process, that is, in the positioning process, the volume of the cavity is expanded in advance by considering the amount of compression, that is, the resin is poured in a state where the mold is slightly opened. Thereafter, the molding die is closed and the molten resin is compressed to promote the transfer of the molding die shape.
In the injection compression molding of the present embodiment, since the resin is poured with the mold slightly opened, the filling can be performed without difficulty, and a part or the entire surface of the molded product is pressurized and compressed using a moving device or the like. In order to give a predetermined shape, the shape of the mold is excellent in that it can be transferred more faithfully.

このようにして成形型22の位置決め工程(S14)の完了後、同図(B)に示されるような射出圧縮工程(S16)では、樹脂射出圧縮装置36からの加熱・溶融した材料24を、射出口40を介して、割型30,32のキャビティ部29に射出圧縮し、冷却、固化させる。
したがって、同図(C)に示されるように、スタンパ34の微細な凹凸20に対応する凹凸12aが樹脂に良好に転写され、スタンパ34の微細な凹凸20に対応する凹凸12aが基準体12(成形品)に忠実に再現される。
In this way, after the positioning step (S14) of the mold 22 is completed, in the injection compression step (S16) as shown in FIG. It is injected and compressed into the cavity 29 of the split molds 30 and 32 through the injection port 40, and cooled and solidified.
Accordingly, as shown in FIG. 5C, the unevenness 12a corresponding to the fine unevenness 20 of the stamper 34 is transferred to the resin well, and the unevenness 12a corresponding to the fine unevenness 20 of the stamper 34 is transferred to the reference body 12 ( Faithfully reproduced).

<成形品取出工程>
樹脂24の十分な冷却、固化後、図3(A)に示されるような成形品取出工程(S18)では、取出装置44により基準体12(成形品)を、割型30,32から取り出す。
ここで、本実施形態は、射出圧縮成形で成形型22の凹凸20の転写を樹脂に行うので、従来方式、つまり電鋳を用いたものに比較し、基準体(成形品)に曲がりや傷がつくのを大幅に低減しながら、同図(B)に示されるような、基準体12の凹凸12aとスタンパ34の凹凸20との剥がしをきれいに行うことができる。
この結果、同図(C)に示されるような、所望の微細な形状の凹凸12aをもつ基準体12(成形品)を寸法精度良く(転写性に優れている)、効率的に製造することができる。
<Molded product removal process>
After sufficiently cooling and solidifying the resin 24, in the molded product take-out step (S18) as shown in FIG. 3A, the reference body 12 (molded product) is taken out from the split molds 30 and 32 by the take-out device 44.
Here, in this embodiment, since the projections and depressions 20 of the mold 22 are transferred to the resin by injection compression molding, the reference body (molded product) is bent or scratched compared to the conventional method, that is, using electroforming. It is possible to cleanly remove the unevenness 12a of the reference body 12 and the unevenness 20 of the stamper 34 as shown in FIG.
As a result, the reference body 12 (molded product) having the unevenness 12a having a desired fine shape as shown in FIG. 3C can be efficiently manufactured with high dimensional accuracy (excellent transferability). Can do.

ここで、射出圧縮成形により基本形状を成形したのみでは、基準体12の凹凸12aがむきだしであり、粗さ計の触針トレースで、基準体12の凹凸12aに、たちまち傷がつくので、基準体12の硬度を上げるため、DLC等の保護膜14を形成する。   Here, only by molding the basic shape by injection compression molding, the unevenness 12a of the reference body 12 is exposed, and the unevenness 12a of the reference body 12 is immediately scratched by the stylus trace of the roughness meter. In order to increase the hardness of the body 12, a protective film 14 such as DLC is formed.

<保護膜形成工程>
前記転写工程(S10)で得られた基準体12に対し、図4に示されるような保護膜形成工程(S12)を行う。
なお、同図(A)は保護膜形成工程を行うための装置の概略構成、同図(B)は保護膜形成工程前の基準体12の様子、同図(C)は片面に対する保護膜形成工程後の基準体12の様子、同図(D)は両面に対する保護膜形成工程後の基準体12の様子である。
<Protective film formation process>
A protective film forming step (S12) as shown in FIG. 4 is performed on the reference body 12 obtained in the transfer step (S10).
1A is a schematic configuration of an apparatus for performing a protective film forming step, FIG. 1B is a state of the reference body 12 before the protective film forming step, and FIG. 1C is a protective film formed on one side. The state of the reference body 12 after the process, FIG. 4D shows the state of the reference body 12 after the protective film forming step for both surfaces.

同図に示す保護膜形成工程(S12)では、前記転写工程(S10)で得られた基準体12が、バッチ式のイオンプレーティング装置52にセットされている。イオンプレーティング装置52では、ダイヤモンドライクカーボンが蒸発され、イオン化されており、このような雰囲気54の中に基準体12を置いて、基準体12上にダイヤモンドライクカーボンを成膜させている。   In the protective film forming step (S12) shown in the figure, the reference body 12 obtained in the transfer step (S10) is set in a batch type ion plating apparatus 52. In the ion plating apparatus 52, the diamond-like carbon is evaporated and ionized, and the reference body 12 is placed in such an atmosphere 54, and the diamond-like carbon is deposited on the reference body 12.

ここで、基準体12は冶具56で保持されており、該冶具56と共に基準体12を自転ないし公転させることで、ダイヤモンドライクカーボンによる保護膜14が基準体12上に均一に形成されるようにしている。   Here, the reference body 12 is held by a jig 56. By rotating or revolving the reference body 12 together with the jig 56, the protective film 14 made of diamond-like carbon is uniformly formed on the reference body 12. ing.

この結果、同図(C)に示されるようなダイヤモンドライクカーボン50による保護層14が基準体12の凹凸形成面上に均一に形成される。ダイヤモンドライクカーボン50による保護層14は、基準体12の凹凸12aと同じ凹凸14a、つまり表面粗さをもつ。   As a result, the protective layer 14 made of diamond-like carbon 50 as shown in FIG. The protective layer 14 made of diamond-like carbon 50 has the same unevenness 14a as the unevenness 12a of the reference body 12, that is, the surface roughness.

ここで、本発明者らは、基準体12の片面に保護膜14を形成すると、変形(反り)が生じることがあることを確認した。
本発明者らがその原因について検討したところ、その原因としては、未だ不明なところもあり、例えば保護膜形成工程での処理温度、ないし保護膜を片面のみにつけた時の応力が一例として考えられる。さらに、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、前述のような粗さ標準片の変形(反り)を確実に防止するためには、基準体の両面に保護膜を設けることが非常に有効であることも突き止めた。
このために本実施形態においては、同図(D)に示されるように、基準体12の裏面にも、つまり基準体12の凹凸形成面の対向面にも、前記イオンプレーティングにより、ダイヤモンドライクカーボンによる保護層14を均一に密着させている。
Here, the present inventors have confirmed that when the protective film 14 is formed on one side of the reference body 12, deformation (warping) may occur.
When the present inventors examined the cause, the cause is still unclear, for example, the processing temperature in the protective film forming process, or the stress when the protective film is attached to only one side is considered as an example. . Furthermore, as a result of intensive studies by the present inventors, it is very effective to provide protective films on both sides of the reference body in order to reliably prevent the deformation (warp) of the roughness standard piece as described above. I also found out.
For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 4D, a diamond-like material is formed on the back surface of the reference body 12, that is, on the opposite surface of the surface of the reference body 12 where the irregularities are formed, by the ion plating. A protective layer 14 made of carbon is uniformly adhered.

このように本実施形態にかかる粗さ標準片製造方法によれば、射出圧縮成形で型の形状を樹脂に転写する転写工程と、基準体上に保護膜の形成を行う保護膜形成工程とを組み合わせることとしたので、従来方式に比較し、粗さ標準片の品質向上を図りつつ、製造時のコスト低減、時間短縮、手間の容易化を図ることができる。   Thus, according to the roughness standard piece manufacturing method according to the present embodiment, the transfer step of transferring the shape of the mold to the resin by injection compression molding, and the protective film forming step of forming the protective film on the reference body Since they are combined, it is possible to reduce the manufacturing cost, shorten the time, and simplify the work while improving the quality of the roughness standard piece as compared with the conventional method.

なお、製造方法としては、前記射出圧縮成形によるものが特に好ましいが、以下の製造方法を用いることも好適である。
製造方法2
図5には本発明の第二実施形態にかかる粗さ標準片の製造方法の手順を示すフローチャートが示されている。なお、前記第一実施形態に対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
同図において特徴的なことは、転写工程(S110)において、ホットエンボス加工を用いたことである。
In addition, as a manufacturing method, although the thing by the said injection compression molding is especially preferable, it is also suitable to use the following manufacturing methods.
Manufacturing method 2
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of a method for manufacturing a roughness standard piece according to the second embodiment of the present invention. In addition, the code | symbol 100 is added to the part corresponding to said 1st embodiment, and description is abbreviate | omitted.
What is characteristic in the figure is that hot embossing is used in the transfer step (S110).

すなわち、転写工程(S110)では、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている原型金型122を用い、ポリエーテルイミド等の樹脂基板124をホットエンボス加工し、該原型金型122の微細な凹凸を該樹脂基板124に転写し、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸112aをもつ基準体112を形成する。
このために転写工程(S110)は、セット工程(S120)と、加熱工程(S122)と、加圧工程(S124)と、冷却工程(S126)と、剥離工程(S128)とを備える。
That is, in the transfer step (S110), using a prototype mold 122 on which fine irregularities satisfying a desired surface roughness are formed, a resin substrate 124 such as polyetherimide is hot embossed, and the prototype mold The fine irregularities 122 are transferred to the resin substrate 124 to form the reference body 112 having the fine irregularities 112a that satisfy the desired surface roughness.
For this purpose, the transfer process (S110) includes a setting process (S120), a heating process (S122), a pressurizing process (S124), a cooling process (S126), and a peeling process (S128).

ここで、前記セット工程(S120)では、電鋳で製造された原型金型122、ポリエーテルイミド等の樹脂基板124をそれぞれホットエンボス機160にセットする。原型金型122をホットエンボス機160の上側ベース162にセットし、樹脂基板124をその下側ベース164にセットする。
また加熱工程(S122)では、前記セット工程(S120)の完了後、上側ベース162に内蔵された加熱冷却手段166、下側ベース164に内蔵された加熱冷却手段168でそれぞれ、原型金型122、樹脂基板124を加熱する。
加圧工程(S124)では、前記加熱工程(S122)の完了後、ホットエンボス機160の上側ベース162を下側ベース164に対し下降し、そのプレス圧で、原型金型122の凹凸パターンを樹脂基板124に転写する。
冷却工程(S126)では、加圧工程(S124)の完了後、ホットエンボス機160の上側ベース162に内蔵された加熱冷却手段166、下側ベース164に内蔵された加熱冷却手段168でそれぞれ、原型金型122、樹脂基板124を冷却する。
剥離工程(S128)では、冷却工程(S126)の完了後、ホットエンボス機160の下側ベース164に対し上側ベース162を上昇させ、原型金型122と樹脂基板124との剥離を行う。
本実施形態においては、前記剥離工程(S128)で得られた樹脂基板124を、基準体112として得ている。
Here, in the setting step (S120), the original mold 122 manufactured by electroforming and the resin substrate 124 such as polyetherimide are set in the hot embossing machine 160, respectively. The original mold 122 is set on the upper base 162 of the hot embossing machine 160 and the resin substrate 124 is set on the lower base 164 thereof.
In the heating step (S122), after completion of the setting step (S120), the heating mold / cooling means 166 built in the upper base 162 and the heating / cooling means 168 built in the lower base 164 are respectively used for the prototype mold 122, The resin substrate 124 is heated.
In the pressurization step (S124), after the heating step (S122) is completed, the upper base 162 of the hot embossing machine 160 is lowered with respect to the lower base 164, and the uneven pattern of the original mold 122 is resinized by the press pressure. Transfer to the substrate 124.
In the cooling step (S126), after completion of the pressurizing step (S124), the heating / cooling means 166 built in the upper base 162 of the hot embossing machine 160 and the heating / cooling means 168 built in the lower base 164 are used respectively. The mold 122 and the resin substrate 124 are cooled.
In the peeling step (S128), after the cooling step (S126) is completed, the upper base 162 is raised with respect to the lower base 164 of the hot embossing machine 160, and the original mold 122 and the resin substrate 124 are peeled off.
In the present embodiment, the resin substrate 124 obtained in the peeling step (S128) is obtained as the reference body 112.

本実施形態においても、後段の保護膜形成工程では、前記第一実施形態と同様、イオンプレーティング装置により、基準体112の凹凸形成面及びその対向面の両面に保護膜を形成している。   Also in the present embodiment, in the subsequent protective film forming step, as in the first embodiment, the protective film is formed on both the concavo-convex forming surface of the reference body 112 and the opposite surface thereof by the ion plating apparatus.

このように本実施形態にかかる粗さ標準片製造方法によれば、ホットエンボス加工で型の形状を樹脂に転写する転写工程と、基準体上に保護膜の形成を行う保護膜形成工程とを組み合わせることとしたので、従来方式に比較し、粗さ標準片の品質向上を図りつつ、製造時のコスト低減、時間短縮、手間の容易化を図ることができる。   Thus, according to the roughness standard piece manufacturing method according to the present embodiment, the transfer step of transferring the shape of the mold to the resin by hot embossing, and the protective film forming step of forming the protective film on the reference body Since they are combined, it is possible to reduce the manufacturing cost, shorten the time, and simplify the work while improving the quality of the roughness standard piece as compared with the conventional method.

以下に、本実施形態の効果について、より具体的に説明する。
<品質>
本実施形態は品質の向上が図られる。より具体的には、樹脂の射出圧縮成形、ないしホットエンボス加工のため、凹凸の成形性(凹凸の再現性)に優れており、また標準片が曲がりにくい。また基準体に対する保護膜は、耐磨耗性、均一性、基準体との密着性に優れており、標準片をより曲がりにくいものとしている。
Below, the effect of this embodiment is demonstrated more concretely.
<Quality>
In this embodiment, quality is improved. More specifically, because of injection compression molding of resin or hot embossing, the moldability of the unevenness (reproducibility of the unevenness) is excellent, and the standard piece is difficult to bend. Further, the protective film for the reference body is excellent in wear resistance, uniformity, and adhesion with the reference body, and makes the standard piece more difficult to bend.

<製造の効率化>
本実施形態は従来方式、つまり電鋳に比較し、製造コストが、例えば約30%低減される。
本実施形態は従来方式、つまり電鋳に比較し、リードタイムが短縮される。例えば従来はリードタイムが31日なのに対し、本発明はリードタイムが15日〜5日でもよいまでに短縮される。
本実施形態は鋳型の管理、電鋳浴管理の工数が削減される。
<Production efficiency>
In the present embodiment, the manufacturing cost is reduced by, for example, about 30% as compared with the conventional method, that is, electroforming.
In this embodiment, the lead time is shortened compared to the conventional method, that is, electroforming. For example, the lead time is 31 days in the past, but the present invention is shortened so that the lead time may be 15 to 5 days.
In this embodiment, man-hours for mold management and electroforming bath management are reduced.

<材料の選定>
なお、本実施形態においては、従来方式に比較し、より確実に、粗さ標準片の品質向上を図りつつ、製造の効率化を図るためには、材料の選定も非常に重要である。
<Selection of materials>
In the present embodiment, the selection of materials is very important in order to improve the production efficiency while improving the quality of the roughness standard piece more reliably as compared with the conventional method.

このために本実施形態においては、粗さ標準片の基準体12が、耐熱性・耐薬品性・硬度・経年変化・成形性に優れていることが非常に重要であるとの本発明者らによる検討結果に基づき、数ある樹脂の材料の中でも、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、脂環式炭化水素樹脂、エポキシ及びアセタールよりなる群より選ばれた一以上の樹脂を含むことが好適である。その中でも、ポリエーテルイミド(PEI)が、耐熱性・耐薬品性・硬度・経年変化・成形性の点で、特に好ましい。   For this reason, in the present embodiment, the inventors of the present invention say that it is very important that the reference body 12 of the roughness standard piece is excellent in heat resistance, chemical resistance, hardness, aging, and formability. Based on the results of the study, one or more resins selected from the group consisting of polyetherimide (PEI), polycarbonate, acrylic resin, polyester, alicyclic hydrocarbon resin, epoxy, and acetal among a number of resin materials It is preferable to include. Among these, polyetherimide (PEI) is particularly preferable in terms of heat resistance, chemical resistance, hardness, aging, and moldability.

また本実施形態においては、粗さ標準片の保護膜14としては、均一な厚み、所望の硬度、及び高い密着性を同時に満足することが非常に重要であるとの本発明者らによる検討結果に基づき、数ある保護膜の材質の中でも、ダイヤモンドライクカーボン及び窒化チタンよりなる群より選ばれた一以上の材料を含むことが好適であることを突き止めた。その中でも、ダイヤモンドライクカーボンが、低摩擦係数なのでキズがつきにくく、低温で処理できる点(例えば200℃以下〜常温)、コーティング処理時の基準体の変形が少ない点で、特に好ましい。   Further, in the present embodiment, as the protective film 14 of the roughness standard piece, the examination result by the present inventors that it is very important to simultaneously satisfy the uniform thickness, the desired hardness, and the high adhesion. Based on the above, it has been found that it is preferable to include at least one material selected from the group consisting of diamond-like carbon and titanium nitride among a number of protective film materials. Among them, diamond-like carbon is particularly preferable because it has a low coefficient of friction and is not easily scratched, can be processed at low temperatures (for example, 200 ° C. or lower to normal temperature), and has little deformation of the reference body during coating processing.

本実施形態においては、前述のような粗さ標準片の要求性能に基づく基準体及び保護膜の材料の選定により、より確実に、完成品の品質向上を図りつつ、製造の効率化、例えば製造コストの低減、製造時間の短縮、製造時の手間の容易化等を図ることができる。   In the present embodiment, by selecting the reference body and the material for the protective film based on the required performance of the roughness standard piece as described above, it is possible to improve the quality of the finished product more reliably and improve the efficiency of production, for example, production. Costs can be reduced, manufacturing time can be shortened, and labor and time during manufacturing can be simplified.

<凹凸形状>
なお、前記構成では、粗さ標準となる微細な凹凸形状として、縦断面が正弦波のものを用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、例えば縦断面が不規則形状、三角波、矩形波等のものも採用することができる。
<Uneven shape>
In the above configuration, an example in which a fine concavo-convex shape serving as a roughness standard has a sine wave longitudinal cross section has been described. However, the present invention is not limited to this example. A regular shape, a triangular wave, a rectangular wave, or the like can also be employed.

<使用形態>
また前記構成では、微細な凹凸部分を基準体上に一体成形した例について説明したが、微細な凹凸部分と基準体とを別個につくり、微細な凹凸部分を基準体に、例えば貼付等で設けることもできる。
<Usage pattern>
Further, in the above-described configuration, the example in which the fine uneven portion is integrally formed on the reference body has been described. However, the fine uneven portion and the reference body are separately formed, and the fine uneven portion is provided on the reference body, for example, by pasting or the like. You can also

本発明の一実施形態にかかる粗さ標準片の概略構成の説明図である。It is explanatory drawing of schematic structure of the roughness standard piece concerning one Embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態にかかる粗さ標準片製造方法の転写工程の説明図である。It is explanatory drawing of the transcription | transfer process of the roughness standard piece manufacturing method concerning 1st embodiment of this invention. 本発明の第一実施形態にかかる粗さ標準片製造方法の転写工程の説明図である。It is explanatory drawing of the transcription | transfer process of the roughness standard piece manufacturing method concerning 1st embodiment of this invention. 本実施形態にかかる粗さ標準片製造方法の保護膜形成工程の説明図である。It is explanatory drawing of the protective film formation process of the roughness standard piece manufacturing method concerning this embodiment. 本発明の第二実施形態にかかる粗さ標準片製造方法の転写工程の説明図である。It is explanatory drawing of the transfer process of the roughness standard piece manufacturing method concerning 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 粗さ標準片
12,112 基準体
12a,112a 基準体凹凸
14 保護膜
14a 保護膜凹凸
10 Roughness standard pieces 12, 112 Reference body 12a, 112a Reference body unevenness 14 Protective film 14a Protective film unevenness

Claims (9)

粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片において、
所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている型に樹脂を当てて得られた、該型の凹凸に対応する微細な凹凸をもつ基準体と、
前記基準体上に均一な厚みでしっかり密着され、所望の硬度を有する保護膜と、
を備え、前記保護膜はダイヤモンドライクカーボンを材料として含み、かつ、前記基準体の凹凸形成面及びその対向面に設けられ、該保護膜が前記基準体と同じ凹凸をもち、該保護膜の凹凸が前記粗さ測定器の校正に用いられることを特徴とする粗さ標準片。
In roughness standard piece used for calibration of roughness measuring instrument,
A reference body having fine irregularities corresponding to the irregularities of the mold, obtained by applying a resin to a mold on which fine irregularities satisfying a desired surface roughness are formed;
A protective film having a desired hardness, firmly adhered to the reference body with a uniform thickness;
The protective film includes diamond-like carbon as a material, and is provided on the unevenness forming surface of the reference body and the surface facing the same. The protective film has the same unevenness as the reference body, and the unevenness of the protective film Is used for calibration of the roughness measuring instrument.
請求項1記載の粗さ標準片において、
前記基準体は、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、脂環式炭化水素樹脂、エポキシ及びアセタールよりなる群より選ばれた一以上の樹脂を含むことを特徴とする粗さ標準片。
The roughness standard piece according to claim 1,
The reference body, polyetherimide, polycarbonate, acrylic resin, polyester, alicyclic hydrocarbon resins, epoxy and roughness material measure, characterized in that it comprises one or more resin selected from the group consisting of acetal.
粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片の製造方法において、
所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている成形型に溶融樹脂を射出充填し該成形型の微細な凹凸を該樹脂に転写し、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸をもつ基準体を形成する転写工程と、
前記転写工程で得られた基準体上に、所望の硬度を有する保護膜を均一な厚みでしっかり密着させる保護膜形成工程と、
を備え
前記保護膜形成工程では、ダイヤモンドライクカーボンを材料として含むものを用いて前記保護膜を形成し、かつ、該保護膜を前記基準体の凹凸形成面及びその対向面に設けることを特徴とする粗さ標準片製造方法。
In the method of manufacturing a roughness standard piece used for calibration of a roughness measuring instrument,
Injection mold of molten resin into a mold having fine irregularities that satisfy the desired surface roughness, transfer the fine irregularities of the mold to the resin, and fine irregularities that satisfy the desired surface roughness A transfer process for forming a reference body having
On the reference body obtained in the transfer step, a protective film forming step for firmly attaching a protective film having a desired hardness with a uniform thickness;
Equipped with a,
In the protective film forming step, the protective film is formed using a material containing diamond-like carbon as a material, and the protective film is provided on the concave / convex forming surface of the reference body and the opposing surface thereof. Standard piece manufacturing method.
請求項記載の粗さ標準片製造方法において、
前記転写工程は、前記樹脂への所望圧縮量に基づき定められた若干量だけ前記成形型のキャビティ部の容積を成形品の容積よりも拡大した状態とする位置決め工程と、
前記位置決め工程後に、前記成形型のキャビティ部に溶融樹脂を射出充填する射出充填工程と、
前記射出充填工程後に、前記成形型のキャビティ部の容積が前記成形品の容積となるように該成形型のキャビティ部の樹脂を前記所望量だけ圧縮し、該成形型に形成されている微細な凹凸の該樹脂への転写を促進する圧縮工程と、
を備えたことを特徴とする粗さ標準片の製造方法。
In the roughness standard piece manufacturing method of Claim 3 ,
The transfer step includes a positioning step in which the volume of the cavity portion of the mold is set to be larger than the volume of the molded product by a slight amount determined based on a desired compression amount to the resin,
After the positioning step, an injection filling step of injecting and filling molten resin into the cavity portion of the mold,
After the injection filling step, the resin in the cavity part of the mold is compressed by the desired amount so that the volume of the cavity part of the mold becomes the volume of the molded product, and the fineness formed in the mold A compression step for promoting the transfer of unevenness to the resin;
A method for producing a roughness standard piece.
請求項3又は4記載の粗さ標準片製造方法において、
前記基準体は、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、脂環式炭化水素樹脂、エポキシ及びアセタールよりなる群より選ばれた一以上の樹脂を含むことを特徴とする粗さ標準片製造方法。
In the roughness standard piece manufacturing method of Claim 3 or 4 ,
The reference body, polyetherimide, polycarbonate, acrylic resin, polyester, alicyclic hydrocarbon resins, roughness standard piece manufacturing method, which comprises one or more resin selected from the group consisting of epoxy and acetal .
請求項3〜5のいずれかに記載の粗さ標準片製造方法において、
前記成形型を、電鋳により製造したことを特徴とする粗さ標準片製造方法。
In the roughness standard piece manufacturing method in any one of Claims 3-5 ,
A method for manufacturing a roughness standard piece, wherein the mold is manufactured by electroforming.
粗さ測定器の校正に用いられる粗さ標準片の製造方法において、
所望の表面粗さを満足する微細な凹凸が形成されている原型金型を用い、樹脂基板をホットエンボス加工することにより、該原型金型の微細な凹凸を該樹脂基板に転写し、所望の表面粗さを満足する微細な凹凸をもつ基準体を形成する転写工程と、
前記転写工程で得られた基準体上に、所望の硬度を有する保護膜を均一な厚みでしっかり密着させる保護膜形成工程と、
を備え、前記保護膜形成工程では、ダイヤモンドライクカーボンを材料として含むものを用いて前記保護膜を形成し、かつ、該保護膜を前記基準体の凹凸形成面及びその対向面に設けることを特徴とする粗さ標準片製造方法。
In the method of manufacturing a roughness standard piece used for calibration of a roughness measuring instrument,
By using a prototype mold in which fine irregularities satisfying a desired surface roughness are formed, the resin substrate is hot embossed to transfer the fine irregularities of the prototype mold to the resin substrate, A transfer process for forming a reference body having fine irregularities satisfying the surface roughness;
On the reference body obtained in the transfer step, a protective film forming step for firmly attaching a protective film having a desired hardness with a uniform thickness;
In the protective film forming step, the protective film is formed using a material containing diamond-like carbon as a material, and the protective film is provided on the concavo-convex forming surface of the reference body and its opposing surface. A roughness standard piece manufacturing method.
請求項記載の粗さ標準片製造方法において、
前記基準体は、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエステル、脂環式炭化水素樹脂、エポキシ及びアセタールよりなる群より選ばれた一以上の樹脂を含むことを特徴とする粗さ標準片製造方法。
In the roughness standard piece manufacturing method according to claim 7 ,
The reference body, polyetherimide, polycarbonate, acrylic resin, polyester, alicyclic hydrocarbon resins, roughness standard piece manufacturing method, which comprises one or more resin selected from the group consisting of epoxy and acetal .
請求項7又は8記載の粗さ標準片製造方法において、
前記原型金型を、電鋳により製造したことを特徴とする粗さ標準片製造方法。
In the roughness standard piece manufacturing method of Claim 7 or 8 ,
A method for producing a roughness standard piece, wherein the original mold is produced by electroforming.
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