JP5062394B2 - 帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法に関し、光の干渉縞（ホログラム）や絵あるいは写真などの微小な凹凸による紋様を目詰まりの影響を回避しながらブリキやＴＦＳ等のスチール缶あるいはアルミ缶等の金属容器やＰＥＴボトルなどの合成樹脂容器等に紋様を転写して高速大量生産する場合に用いる帯状転写型材を作るためのロール状原版である電鋳ロールの製造方法に関するものである。
飲料用の缶や食品用の缶等のブリキやＴＦＳ等のスチール缶あるいはアルミ缶等の金属容器さらにはＰＥＴボトルなどの合成樹脂容器では、缶胴部分などに印刷等によって装飾を施すことが行われており、虹色に光るホログラム（干渉縞）や絵あるいは写真などの紋様を微小な凹凸で表現して金属容器などに付けることで、これまでの印刷による装飾と異なる意匠を施して差別化を図ることが提案されている。
例えば、微小な凹凸紋様の一つであるホログラムを直接金属容器に付ける方法として、例えば特許文献１に開示されたホログラム付容器の製法では、まず、フォトレジスト上にレーザー干渉光を照射して現像し、表面に微小な凹凸を形成し、この凹凸紋様を写し取ったニッケル製の電鋳原版を作成する。そして、このニッケル製の電鋳原版に金属容器の外面を押圧下で転がり接触させて微小な紋様を転写することで、金属容器の外面にホログラム等を再現して付けるようにしている。
また、特許文献２の金属表面にホログラフィ像を転写する方法では、上記と同様にフォトレジストによるマスターホログラム（陽画像）から電鋳によりニッケル製のマザーシム（陰画像）を作成し、このマザーシムから多数の子供のシムとなるシスターシム（陽画像）を同様に電鋳により作成したのち、必要に応じシスターシムのホログラム面を硬化する。さらに、このシスターシムの陽画像を印刷ロールの表面に転写した後、その表面（陰画像）を硬化するなどの処理を施し、この印刷ロールで缶の表面にエンボス加工することで、ホログラフィ像を転写するようにしている。
なお、ホログラムを間接的に付ける方法としてホットスタンピング箔を金属容器の表面に転写して接着するホットスタンプ印刷法があり、例えば特許文献３，４，５などに開示されているように、従来から広く用いられている。
特開平２−３２９４６号公報
特表２００２−５０８５３９号公報
特開平７−２０５５３６号公報
特開平７−３１５６５１号公報
特開平９−２２６７７０号公報
ところが、ニッケル製の電鋳原版に金属容器の外周面を回転させながら押し当てて微小な凹凸紋様を直接転写する方法や印刷ロールと金属容器との間で圧着・回転しながら微小な凹凸紋様を直接転写する方法のいずれでも、回転する金属容器と電鋳原版や印刷ロールとが接触しているほとんどの部位で、スリップ（ずれ）が生じ、これによってアルミ缶あるいはブリキやＴＦＳなどのスチール缶の金属容器の素材が微小凹凸に噛み込んで目詰まりを起し、数缶乃至数十缶程度しか転写加工ができない。
このため、安定して微小凹凸紋様を転写するためには、毎回微小凹凸紋様が刻印された電鋳原版や印刷ロールをクリーニングする必要があり、高速で大量生産することができないという問題がある。
また、ホットスタンプ印刷法では、金属容器に直接微小凹凸紋様を形成するのとは異なり、ホットスタンピング箔を接着するものであり、高速での大量生産は難しく、接着後に表面被覆等の後処理が必要となるという問題もある。
そこで、微小な凹凸紋様を金属容器等に転写する場合の目詰まりについて鋭意検討を重ねた結果、微小凹凸の硬度を高めるなどの表面処理を施しても微小凹凸を押圧して転写する限り目詰まりによるビルドアップと微小凹凸の摩耗などの問題は避け難いことから、ビルドアップして使えなくなった微小凹凸部を廃棄しながら新生な微小凹凸部を連続的に供給することで、これらの問題を解消できることを見出だした。
すなわち、微小凹凸部と紋様面形成部とを分離した転写型材とすることで、微小凹凸部だけを帯状の転写型材に、レリーフ紋様を紋様面形成型材にそれぞれ形成しておき、缶の加工数に調和して帯状転写型材を僅かずつあるいは缶円周分など移動させるようにし、これによって目詰まりによるビルドアップや微小凹凸の摩耗などの影響を回避して連続した転写を可能とするものである。
このため微小凹凸を備えた帯状の転写型材を効率的に製造する方法の開発が望まれており、特に、微小凹凸を外周面に備えたロール状の原版を用いて電鋳する場合のロール表面からの連続剥離が大きな課題となっている。
このため微小凹凸を備えた帯状の転写型材を効率的に製造する方法の開発が望まれており、特に、微小凹凸を外周面に備えたロール状の原版を用いて電鋳する場合のロール表面からの連続剥離が大きな課題となっている。
この発明は上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、光の干渉縞（ホログラム）や絵あるいは写真などの微小な凹凸による紋様を目詰まりの影響を回避しながら高速大量生産する場合に用いる帯状転写型材を作るための電鋳用のロール原版である電鋳ロールの製造方法を提供しようとするものである。
上記課題を解決するため、この発明の請求項１記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のコーティング層を設け、これらコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解して最外周面の前記コーティング層に微小凹凸を形成するようにしたことを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のコーティング層を設け、これらコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解して最外周面の前記コーティング層に微小凹凸を形成するようにしており、最外周面に微小凹凸を形成し、しかもコーティング層で密着性が弱く剥離性に優れた電鋳ロールを製造することができるようになる。
さらに、この発明の請求項２記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に金属のコーティング層を設け、このコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解し、次いで前記金属のコーティング層の外周面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のイオンコーティングを行うことにより最外周面が当該導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のイオンコーティング層の微小凹凸表面を形成するようにしたことを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に金属のコーティング層を設け、このコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解し、次いで最外周面の前記金属のコーティング層の微小凹凸表面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物をイオンコーティングするようにしており、最外周面にイオンコーティング層を備える金属コーティング層の微小凹凸を形成し、しかもイオンコーティング層で密着性が弱く剥離性に優れた電鋳ロールを製造することができるようになる。
また、この発明の請求項３記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、請求項１記載の構成に加え、前記コーティング層を、チタンナイトライドで構成し、最外周面をチタンナイトライドの微小凹凸とするようにしたことを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記コーティング層を、チタンナイトライドで構成し、最外周面をチタンナイトライドの微小凹凸とするようにしており、チタンナイトライド（ＴｉＮ）層によって電鋳された帯状転写型材との密着性を小さくでき、剥離性を向上して円滑に剥離できる電鋳ロールを製造できるようになる。
さらに、この発明の請求項４記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記コーティング層に、チタンイオンコート層を介して前記裏打ち層を設けて構成してなることを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記コーティング層に、チタンイオンコート層を介して前記裏打ち層を設けて構成しており、チタンイオンコート層を介することで、コーティング層との密着性および裏打ち層との密着性を確保して一層高い強度を確保した電鋳ロールを製造できるようになる。
また、この発明の請求項５記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記コーティング層を設けた後、前記ホルダー内に環状の補強兼電極板を複数設置し、前記補強用の裏打ち層を設けて前記コーティング層と当該補強兼電極板を一体化するようにしたことを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記コーティング層を設けた後、前記ホルダー内に環状の補強兼電極板を複数設置し、前記補強用の裏打ち層を設けて前記コーティング層と当該補強兼電極板を一体化するようにしており、ホルダー内の補強兼電極板とコーティング層とを一体化することで、中空ロール状にでき、ロール表面には、鮮明で裏打ち層で補強され耐久性に優れた微小凹凸を備えた電鋳ロールを製造できるようになる。
さらに、この発明の請求項６記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、請求項５記載の構成に加え、前記補強兼電極板と前記補強用の裏打ち層とで形成される前記ホルダー内の空間に補強用充填材を注入するようにしたことを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記補強兼電極板と前記補強用の裏打ち層とで形成される前記ホルダー内の空間に補強用充填材を注入するようにしており、一層剛性の高い電鋳ロールを製造できるようにしている。
また、この発明の請求項７記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法は、請求項５または６記載の構成に加え、前記補強兼電極板に、ロール回転支持用のロール軸部材を連結するようにしたことを特徴とするものである。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記補強兼電極板に、ロール回転支持用のロール軸部材を連結するようにしており、ロール軸部材によって回転支持が可能な電鋳ロールを製造できるようにしている。
この帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記補強兼電極板に、ロール回転支持用のロール軸部材を連結するようにしており、ロール軸部材によって回転支持が可能な電鋳ロールを製造できるようにしている。
この発明の請求項１記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のコーティング層を設け、これらコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解して最外周面の前記コーティング層に微小凹凸を形成するようにしたので、最外周面に微小凹凸を形成し、しかもコーティング層で密着性が弱く剥離性に優れた電鋳ロールを製造することができる。
さらに、この発明の請求項２記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に金属のコーティング層を設け、このコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解し、次いで最外周面の前記コーティング層の微小凹凸表面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のイオンコーティングするようにしたので、最外周面にイオンコーティング層を備える金属コーティング層の微小凹凸を形成でき、しかもイオンコーティング層で密着性が弱く剥離性に優れた電鋳ロールを製造することができる。
また、この発明の請求項３記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記コーティング層を、チタンナイトライドで構成し、最外周面をチタンナイトライドの微小凹凸とするようにしたので、チタンナイトライド（ＴｉＮ）層によって電鋳された帯状転写型材との密着性を小さくすることができ、剥離性を向上して円滑に剥離できる電鋳ロールを製造することができる。
さらに、この発明の請求項４記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記コーティング層に、チタンイオンコート層を介して前記裏打ち層を設けて構成したので、チタンイオンコート層を介することで、コーティング層との密着性および裏打ち層との密着性を確保して一層高い強度を確保した電鋳ロールを製造することができる。
また、この発明の請求項５記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記コーティング層を設けた後、前記ホルダー内に環状の補強兼電極板を複数設置し、前記補強用の裏打ち層を設けて前記コーティング層と当該補強兼電極板を一体化するようにしたので、ホルダー内の補強兼電極板とコーティング層とを一体化することで、中空ロール状にすることができ、ロール表面には、鮮明で裏打ち層で補強され耐久性に優れた微小凹凸を備えた電鋳ロールを製造することができる。
さらに、この発明の請求項６記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記補強兼電極板と前記補強用の裏打ち層とで形成される前記ホルダー内の空間に補強用充填材を注入するようにしたので、一層剛性の高い電鋳ロールを製造することができる。
また、この発明の請求項７記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法によれば、前記補強兼電極板に、ロール回転支持用のロール軸部材を連結するようにしたので、ロール軸部材によって回転支持が可能な電鋳ロールを製造することができる。
以下、この発明の実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
まず、この発明の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造対象である帯状転写型材を用いて行う紋様転写缶の製造原理について図１および図２により説明する。なお、図１は紋様転写缶の外観斜視図、図２は紋様転写缶の製造原理の説明図である。
まず、この発明の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造対象である帯状転写型材を用いて行う紋様転写缶の製造原理について図１および図２により説明する。なお、図１は紋様転写缶の外観斜視図、図２は紋様転写缶の製造原理の説明図である。
この紋様転写缶１０は、ブリキやＴＦＳ（tin-free-steel）等によるスチール缶あるいはアルミニウムによるアルミ缶等の金属缶１１の缶胴部１１ａに微小凹凸紋様１２が直接転写されて形成され、この微小な凹凸紋様１２によって、例えば光の干渉縞によるホログラム像が見えるようにしたり、微小な凹凸による絵や写真等を表現するようにしたものである。
このような紋様転写缶１０の素材となる金属缶１１は、例えばアルミニウムやスチールのＤＩ缶などの２ピース缶や缶胴部を溶接した３ピース缶などのいずれの構造の缶であっても良い。なお、紋様転写体としては、金属缶などの金属容器に限らず、ＰＥＴボトルなどの合成樹脂容器であっても同様に適用できる。
この紋様転写缶１０では、転写された微小な凹凸１２ａと微小な凹凸１２ａが形成されるレリーフ紋様などの紋様面１２ｂが別々に分離された２つの型材に形成され、これに加えて押圧支持用の型材の３つの型材を用いて一度に転写して微小凹凸紋様１２を形成し、ビルドアップ等で使用できなくなった微小凹凸部を廃棄するとともに、新生な微小凹凸部を追加して連続して転写するようにする。
すなわち、図２に製造原理を示すように、この紋様転写缶の転写に用いる３つの型材は、微小凹凸部１３ａが形成され帯状とされた帯状転写型材１３と、この帯状転写型材１３を金属缶１１の缶胴部１１ａの外面に当てた状態でこれら帯状転写型材１３および金属缶１１を両側から挾む紋様面形成型材１４および押圧支持型材１５とを備えて構成され、例えば図示例のように、紋様面形成型材１４を金属缶１１の外側に配置し、押圧支持型材１５を金属缶１１の内側に配置して挾むようにしたり、逆に紋様面形成型材１４を金属缶１１の内側に配置し、押圧支持型材１５を金属缶１１の外側に配置して挾むようにする。
この紋様面形成型材１４は、例えば図２に示すように、金属缶１１の外側である帯状転写型材１３の背面に配置されて金属缶１１に形成される紋様面（陽画像）１２ｂに対応する紋様面（陰画像）１４ａが形成され、図２では、一例として三角形と円形に突き出した２つの面が紋様面１４ａとして設けてあり、この紋様面１４ａの形状を絵や写真などに対応する形状面（陰画像）としたり、１字ないし複数の文字に対応する形状面（陰画像）やこれらの組み合わせに対応する形状面（陰画像）等とすることで、この紋様面（陰画像）１４ａに対応した形状の紋様面（陽画像）１２ｂを金属缶１１の外面に形成することができる。
このような紋様面形成型材１４の紋様面１４ａとは別に分離して形成される帯状転写型材１３は、帯状薄板の表面に微小凹凸部１３ａが形成されて構成され、この微小凹凸部１３ａを、例えば凹凸のピッチで０．５〜５μｍ程度、深さで０．１〜２.０μｍ程度とし、これによって光の干渉縞によるホログラムが見えるようにしたり、微小な凹凸による絵や写真等を表現するものであり、転写加工によってこの帯状転写型材１３の微小凹凸部１３ａが金属缶１１に転写できるものであれば良い。
このような帯状転写型材１３の微小凹凸部１３ａは、図３（ａ）に示すように、各微小凹凸を独立した突起状としたものであっても、同図（ｂ）に示すように、各微小凹凸が平行な畝状とされたものであっても良く、独立した突起状の場合には各突起を格子状に配列したものでも千鳥状に配列したものであっても良く、光の干渉縞によるホログラムが見える一定の配列であれば良い。
このような帯状転写型材１３は、これまでと同様に、例えばフォトレジスト上にレーザー干渉光を照射して表面に微小な凹凸部を形成し、この微小凹凸部を電鋳により写し取って帯状のニッケル製の薄板として作成することができる。
そして、このニッケル製の薄板の電鋳原版を帯状転写型材１３とし、金属缶１１の外面に当て、帯状転写型材１３および金属缶１１を両側から紋様面形成型材１４と押圧支持型材１５とで挾んで押圧することで微小凹凸部１３ａと紋様面１４ａとで金属缶１１の外面に微小凹凸紋様１２のホログラム等を転写して紋様転写缶１０を製造することができる。
このような製造原理に基づき紋様転写缶１０などを製造するには、微小凹凸を備える長尺な帯状転写型材１３が必要であり、この帯状転写型材１３を効率良く製造する方法のひとつに電鋳法があり、図４に示すように、微小凹凸が表面に形成され、しかも電鋳された薄板を剥離するコーティング層を備えた電鋳ロール２１をめっき浴２２、例えばニッケルめっき浴に設置し、この電鋳ロール２１にめっきされる金属薄板２３、例えばニッケル薄板を剥離させて連続的に巻き取るようにして製造することができる。
このような電鋳により連続成形することで、微小凹凸が形成された長尺な金属薄板を得ることができ、これを紋様転写用の帯状転写型材２０とすることで、光の干渉縞（ホログラム）や絵あるいは写真などの微小な凹凸による紋様を目詰まりの影響を回避しながら被転写体に転写して高速大量生産できるようになる。
この電鋳には、表面に微小凹凸が形成され、しかも表面が電鋳された薄板を剥離させることができるコーティング層（３４）を備えた電鋳ロール２１（３０）が必要となり、導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のコーティング層３４を最外周に設ける。
一般のめっきでは、めっき膜と基板との密着力が高い方が良くアルカリによる脱脂や酸洗による酸化膜除去を行うが、この電鋳ロール２１からめっき膜を剥離して帯状転写型材１３とする場合には、逆に密着性が低い方が良くめっき膜との反応性が低いもので、しかも電鋳のため導電性を必要とする。
一般のめっきでは、めっき膜と基板との密着力が高い方が良くアルカリによる脱脂や酸洗による酸化膜除去を行うが、この電鋳ロール２１からめっき膜を剥離して帯状転写型材１３とする場合には、逆に密着性が低い方が良くめっき膜との反応性が低いもので、しかも電鋳のため導電性を必要とする。
このような電鋳ロール３０の最外周面のコーティング層３４としては、導電性セラミックスや導電性金属間化合物が使用でき、例えばカーバイド系セラミックス、ボライド系セラミックス、ケイ化物系セラミックス、ナイトライド系セラミックスを使用することができる。さらに、具体的な導電性セラミックスや導電性金属間化合物としては、次のような非酸化物セラミックス、例えば、カーバイド系セラミックス：ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣ，ＳｉＣ、ボライド系セラミックス:ＴｉＢ2，ＺｒＢ2，ＨｆＢ2，ＮｉＢ2、ケイ化物系セラミックス：ＴｉＳｉ2，Ｔｉ5Ｓｉ3，ＭｏＳｉ2，ＦｅＳｉ2，ＣｏＳｉ2、ナイトライド系セラミックス：ＴｉＮ，ＡｌＮ，Ｓｉ3Ｎ4，ＮｂＮ、金属間化合物：ＮｉＡｌを挙げることができる。
これらのコーティング層３４によりめっき膜との反応性を小さくし、導電性を確保しつつ剥離できるようにすることができ、電鋳ロール３０の最外周面に、例えばチタンナイトライド（ＴｉＮ）をイオンコートしてコーティング層３４を設ける。なお、これまでの実験では、チタン（Ｔｉ）のイオンコーティング層を設けてめっき膜を剥離するようにしていたが、チタンによる酸化膜を利用した場合の剥離性は必ずしも十分でなく、チタンナイトライドのコーティング層にしたところ剥離性を改善することができ十分な剥離性を得ることができた。
一方、チタンなどの金属製のロールの表面に微小凹凸を直接成形加工することは、例えばチタン自体が硬く、粘るということから切削やプレス加工あるいはエキシマ・レーザー加工では、ホログラムなどを実現するのに必要な精度の微小凹凸を成形することが困難であり、特殊なレーザー加工が開発されつつあるが実用にまで至っていないのが現状である。
そこで、表面に微小凹凸が形成され、しかも最外周面を導電性セラミックスや導電性金属間化合物のコーティング層３４を備えるこの発明の電鋳ロール３０の製造方法について、図５〜図９に基づいて具体的に説明する。
図５〜図９は、この発明の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法の一実施の形態にかかる各工程図である。
この帯状転写型材用の電鋳ロール３０の製造には、まず、図３に示すような微小凹凸を備えたニッケルのスタンパーシートとなる金属薄板としてのニッケル製の薄板（ニッケルスタンパー）３１を作成する。このニッケル製の薄板３１は、例えばフォトレジスト上にレーザー干渉光を照射して表面に微小な凹凸を形成し、この微小凹凸を電鋳により写し取って、例えば３００mm×３００mm程度のニッケル製の薄板として比較的容易に作成することができる。
この帯状転写型材用の電鋳ロール３０の製造には、図５に示すように、電鋳ロール３０の外周を覆うことができる分割構造のホルダー３２を用いる。このホルダー３２は、例えば円周４分割構造とされ、各フランジ部３２ａの一方に形成したねじ部３２ｂに他方からコイルばね３３ａを介してボルト３３をねじ込むことで熱変形などを許容した締付け力で内周部に円筒面を形成できるようになっている。
このホルダー３２の内周面には、微小凹凸を形成した金属薄板３１であるニッケルスタンパーの裏面をホルダー３２に当てることで微小凹凸を内周側（ホルダー中心側）に向けて取り付け、図５中に拡大して示すように、予めホルダー３２に形成した凹部３２ｃに継目を位置させ、溶接用ニッケル板（アンバー）を当ててシーム溶接することで、微小凹凸が連続するように取り付ける。
次に、この金属薄板３１が取り付けられたホルダー３２の内周面の微小凹凸に向けてチタンナイトライド（ＴｉＮ）のイオンコーティングを行い、図６に示すように、チタンナイトライドのイオンコーティング層３４を均一に形成する。このチタンナイトライドのイオンコーティング層３４は、電鋳ロール３０のロール最外周面をチタンナイトライドで構成することで、剥離性と導電性、さらには、耐久性を確保するためのものであり、例えばその厚さを２０μｍ程度としてコーティングする。
この後、ホルダー３２の内周面に形成したチタンナイトライドのイオンコーティング層３４を電鋳ロール３０の外周面に位置させるため、図７に示すように、ホルダー３２の軸方向に複数の環状の補強兼電極板３５を装着する。これら補強兼電極板３５は、例えばステンレス鋼製やチタン製とされ、外径がチタンナイトライドのイオンコーティング層３４の内周にわずかな隙間を介して装着できる大きさとされ、軸方向に図示しない連結ロッドで連結されて剛性を確保できる枠状ないしカゴ状とされている。
こうして補強兼電極板３５を装着したホルダー３２内には、補強用の裏打ち層３６を設けることで、チタンナイトライドのイオンコーティング層３４と補強兼電極板３５とを一体化するとともに、導通可能として導電性を確保する。このため、補強用の裏打ち層３６としては、例えばステンレスを溶射するステンレス溶射層として構成したり、チタン溶射層とステンレス溶射層を組み合わせたもので構成する。そして、この補強用の裏打ち層３６の厚さは、例えばステンレス溶射層とする場合に、０．３〜３．０ｍｍ程度とする。
なお、チタンナイトライドのイオンコーティング層３４に裏打ち層３６としてステンレスを溶射してステンレス溶射層を設ける場合に、チタンナイトライドのイオンコーティング層３４の内側にチタンのイオンコーティング層を介してステンレス溶射層を設けることで、より強固にチタンナイトライド層３４と補強用の裏打ち層３６を一体化することができ、このチタンナイトライド層３４に介在させるチタンのイオンコーティング層は、チタンナイトライドのイオンコーティングの工程中に窒素成分の供給を停止することで、簡単に形成することができる。
この後、ボルト３３を取り外してホルダー３２を解体すると、補強兼電極板３５の外周面に補強用の裏打ち層３６を介してチタンナイトライドのイオンコーティング層３４が形成され、最外周にニッケルスタンパーとしての金属薄板３１の裏面が露出した状態となったものが得られる。
そして、この補強兼電極板３５の最外周の金属薄板３１を構成するニッケルを溶解する。例えばホルダー３２を外した後、硝酸に漬けることで、ニッケルスタンパーを溶かし、チタンナイトライドのイオンコーティング層３４を露出させる。
すると、ニッケルスタンパーである金属薄板３１に形成した微小凹凸を反転した微小凹凸のレプリカが形成された状態となる。そして、このチタンナイトライドのイオンコーティング層３４の微小凹凸は、反転状態となるものの、鮮明度においてニッケルスタンパーと同程度となり、一般的なニッケルスタンパーの表面に、例えばチタンナイトライドのイオンコーティング層を設けてイオンコーティング層の表面の微小凹凸を利用するものに比べ、格段に鮮明度を向上することができる。
また、チタンナイトライドのイオンコーティング層３４が最外周面に位置することで、電鋳ロール３０として必要な剥離性と導電性および耐久性を確保することもできる。
なお、上記実施の形態では、チタンナイトライドのコーティング層３４を最外周に位置させる場合に、ニッケルスタンパーである金属薄板３１の微小凹凸表面にチタンナイトライドをイオンコーティングした後、金属薄板３１を溶解するようにしたが、図９に示すように、金属薄板を溶解後、金属のコーティング層３４ａの表面の微小凹凸表面にチタンナイトライド３４をイオンコーティングするようにしても良く、例えば０．１〜１．０μｍの厚さのチタンナイトライドのイオンコーティング層３４とする。
この電鋳ロールの製造方法の場合には、金属薄板の内周面には、溶解液の影響を受けない金属のコーティング層３４ａとして、例えばチタンのイオンコーティング層を、例えば厚さ２０μｍで金属薄板３１の表面にコーティングしておくことで、チタンナイトライド３４の密着性を高めることができる。
この金属のコーティング層３４ａの内周面への補強用の裏打ち層３６としては、例えばステンレスやチタンの溶射層などを設けるようにすれば良く、その厚さは０．〜３．０ｍｍであれば良い。
この金属のコーティング層３４ａの内周面への補強用の裏打ち層３６としては、例えばステンレスやチタンの溶射層などを設けるようにすれば良く、その厚さは０．〜３．０ｍｍであれば良い。
この金属薄板の溶解後にチタンナイトライドのイオンコーティングを行う以外の製造工程は、すでに説明した工程と同一で良く、重複する説明は省略する。
こうして最外周面に鮮明な微小凹凸を備えた状態から電鋳ロール３０を完成するため、図１０に示すように、枠状の補強兼電極板３５で側面が補強用の裏打ち層３６で覆われた円筒空間の内部に補強用充填材として補強用ゴム３７を注入して硬化させることで、剛性を高めるとともに、軸方向両端部の補強兼電極板３５にそれぞれ円板部３８ａの中心に回転軸部３８ｂが取り付けられたロール軸部材３８をボルト３９を介して取り付ける。なお、補強用充填材としては、ゴムのほか樹脂、石膏などの材料を挙げることができる。
これにより、回転軸部３８ｂが両端に突き出し、外周面に金属薄板３１の微小凹凸をそのまま反転したチタンナイトライドのイオンコーティング層３４を備える電鋳ロール３０を完成することができる。
なお、この実施の形態では、電鋳ロール３０の最外周面を、導電性セラミックスや導電性金属間化合物の一例としてチタンナイトライドのイオンコーティング層３４を設ける場合で説明したが、チタンナイトライドに限らず、すでに説明した他のセラミックスや金属間化合物のコーティング層を設けるようにしても良く、コーティング法もイオンコーティング法に限るものでない。
なお、金属薄板を溶解し、次いで最外周にチタンナイトライドのコーティング層を設ける場合も同様に応用に、チタンナイトライドに限らず、すでに説明した他のセラミックスや金属間化合物のコーティング層を設けるようにしても良い。
このような帯状転写型材用の電鋳ロール３０によれば、電鋳用の金属製のロール表面に導電性のセラミックスや金属間化合物のコーティング層３４による微小凹凸を備えたものとすることができ、ホログラム用などの微小凹凸と金属薄膜の剥離に必要な表面とすることで、電鋳で微小凹凸を備える帯状のニッケルや鉄などの金属薄膜を連続成形することができる。
したがって、この金属薄膜を紋様転写用の帯状転写型材とすることで、光の干渉縞（ホログラム）や絵あるいは写真などの微小な凹凸による紋様を目詰まりの影響を回避しながら被転写体に転写して高速大量生産することができる。
１０ 紋様転写缶
１１ 金属缶
１１ａ 缶胴部
１２ 微小凹凸紋様
１２ａ 微小な凹凸
１２ｂ 紋様面
１３ 帯状転写型材
１３ａ 微小凹凸部
１４ 紋様面形成型材
１４ａ 紋様面
１５ 押圧支持型材
２０ 紋様転写用の帯状転写型材
２１ 電鋳ロール
２２ めっき浴
２３ 金属薄板
３０ 帯状転写型材用の電鋳ロール
３１ ニッケル製の薄板（金属薄板の原版）
３２ ホルダー
３２ａ フランジ部
３２ｂ ねじ部
３２ｃ 凹部
３３ ボルト
３３ａ コイルばね
３４ ＴｉＮのイオンコーティング層（コーティング層）
３４ａ 金属のコーティング層
３５ 補強兼電極板
３６ 補強用の裏打ち層
３７ 補強用ゴム（補強用充填材）
３８ ロール軸部材
３８ａ 円板部
３８ｂ 回転軸部
３９ ボルト
１１ 金属缶
１１ａ 缶胴部
１２ 微小凹凸紋様
１２ａ 微小な凹凸
１２ｂ 紋様面
１３ 帯状転写型材
１３ａ 微小凹凸部
１４ 紋様面形成型材
１４ａ 紋様面
１５ 押圧支持型材
２０ 紋様転写用の帯状転写型材
２１ 電鋳ロール
２２ めっき浴
２３ 金属薄板
３０ 帯状転写型材用の電鋳ロール
３１ ニッケル製の薄板（金属薄板の原版）
３２ ホルダー
３２ａ フランジ部
３２ｂ ねじ部
３２ｃ 凹部
３３ ボルト
３３ａ コイルばね
３４ ＴｉＮのイオンコーティング層（コーティング層）
３４ａ 金属のコーティング層
３５ 補強兼電極板
３６ 補強用の裏打ち層
３７ 補強用ゴム（補強用充填材）
３８ ロール軸部材
３８ａ 円板部
３８ｂ 回転軸部
３９ ボルト
Claims (7)
- 電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、
前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のコーティング層を設け、これらコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解して最外周面の前記コーティング層に微小凹凸を形成するようにしたことを特徴とする帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。 - 電鋳ロールの表面から引き剥がすようにして帯状転写型材を電鋳する電鋳ロールを製造するに際し、
前記電鋳ロールの外周を覆うホルダーの内周面に微小凹凸を備えた金属薄板を設け、この金属薄板の内周面に金属のコーティング層を設け、このコーティング層の内周面に補強用の裏打ち層を設けて前記電鋳ロールの外周面と一体としたのち、前記金属薄板を溶解し、次いで前記金属のコーティング層の外周面に導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のイオンコーティングを行うことにより最外周面が当該導電性セラミックスまたは導電性金属間化合物のイオンコーティング層の微小凹凸表面を形成するようにしたことを特徴とする帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。 - 前記コーティング層を、チタンナイトライドで構成し、最外周面をチタンナイトライドの微小凹凸とするようにしたことを特徴とする請求項１記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。
- 前記コーティング層に、チタンイオンコート層を介して前記裏打ち層を設けて構成してなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。
- 前記コーティング層を設けた後、前記ホルダー内に環状の補強兼電極板を複数設置し、前記補強用の裏打ち層を設けて前記コーティング層と当該補強兼電極板を一体化するようにしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。
- 前記補強兼電極板と前記補強用の裏打ち層とで形成される前記ホルダー内の空間に補強用充填材を注入するようにしたことを特徴とする請求項５記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。
- 前記補強兼電極板に、ロール回転支持用のロール軸部材を連結するようにしたことを特徴とする請求項５または６記載の帯状転写型材用の電鋳ロールの製造方法。
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