KR101354243B1 - 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 양극 산화조의 전해액에 침지된 알루미늄으로 이루어지는 원통 형상의 알루미늄 기재에, 통전 부재를 이용하여 통전하여 양극 산화 처리를 행하여, 표면에 복수의 요철을 갖는 롤 형상 몰드를 제조하는 방법으로서,
상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재에 맞닿은 상태에서, 상기 알루미늄 기재의 중심축을 회전 중심으로 하여, 상기 알루미늄 기재를 회전시키면서, 상기 통전 부재를 통하여 상기 알루미늄 기재에 통전을 행하는 양극 산화 공정을 포함하는 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING ROLL-SHAPED MOLD FOR IMPRINTING}

본 발명은, 롤 형상의 알루미늄 기재의 외주면에 복수의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 형성된 임프린트용 롤 형상 몰드를 제조하기 위한 양극 산화 처리 장치 및 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법, 및 상기 임프린트용 롤 형상 몰드를 이용하여, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하기 위한 처리조, 및 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하는 전해 처리 장치에 관한 것이다.

본원은, 2010년 3월 25일에 일본에 출원된 특허출원 제2010-070280호, 2010년 6월 15일에 일본에 출원된 특허출원 제2010-136227호, 2010년 7월 29일에 일본에 출원된 특허출원 제2010-170458호, 2011년 1월 31일에 일본에 출원된 특허출원 제2011-018226호, 및 2011년 3월 4일에 일본에 출원된 특허출원 제2011-047561호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

기재의 표면을 처리하는 방법으로서는, 도금 등의 피막 처리나, 양극 산화 등의 화성 처리 등이 있다.

기재의 표면을 처리할 때는, 예컨대 도 7A 및 7B에 나타낸 바와 같이, 직방체 형상의 처리조(170)의 하부에 설치된 공급관(171)으로부터 전해액 등의 처리액(1L')을 처리조(170)에 공급하고, 다공판(172)에 의해서 처리조(170) 내의 처리액(1L')의 유동을 조정하면서, 처리조(170)의 상부로부터 처리액(1L')을 오버플로우(overflow)시키면서, 원주 형상의 기재(1A)를 처리조(170) 내의 처리액(1L')에 침지시켜 표면 처리를 행하는 것이 일반적이다.

또한, 특허문헌 1에는, 직방체 형상의 도금조와, 상기 도금조의 사방을 둘러싸는 오버플로우부(部)와, 상기 오버플로우부와 연통하는 리저브(reserve)조와, 상기 리저브조로부터 도금조로 도금액을 보급하는 펌프를 구비한 도금 처리 장치가 개시되어 있다. 이 도금 처리 장치는, 펌프의 액 토출부에 U자 형상의 다공관이 설치되고, 상기 다공관의 상부에는 도금조의 내부를 상하로 구획하는 다공판이 설치되고, 피도금물(기재)은 다공판의 상부에 위치하도록, 도금조에 수용된다.

이 도금 처리 장치에 의하면, 펌프에 의해서 도금액을 도금조로 도입시키고, 다공관의 토출구로부터 도금조 상방으로 토출시킴으로써 도금조 내의 도금액에 유동이 주어짐과 함께, 다공관 상부의 다공판에 의해서 도금액의 유동을 균일화할 수 있다고 하고 있다.

그러나, 도 7A 및 7B에 나타내는 것과 같은 처리조(170)나 특허문헌 1에 기재된 도금조를 이용하여 기재의 표면을 처리하는 경우, 다공판(172)의 하측에서 처리액(1L')의 유동 상태에 불균일이 생기기 쉬웠다. 그 결과, 처리조(170)의 하부로부터 상부로 이동하여, 오버플로우하는 처리액(1L')의 흐름이 흐트러져, 부분적으로 처리액(1L')이 체류하는 경우가 있었다(체류부의 발생). 체류부가 발생하면, 기재(1A)의 표면을 균일하게 처리하기 어려워진다.

이러한 경향은, 도 7A 및 7B에 나타낸 바와 같이, 기재(1A)가 장척인 형상의 경우에 일어나기 쉽고, 길이 방향의 길이가 길어질수록 현저했다. 이러한 이유는 이하와 같이 생각된다.

보통, 공급관(171)은, 처리조(170)의 단면(端面)으로부터 이에 대향하는 단면을 향하여 안쪽까지 신장되어 있다. 따라서, 기재(1A)가 장척이 될수록, 상기 기재(1A)를 수용하는 처리조(170)의 형상도 장척이 되어, 공급관(171)도 처리조(170)의 길이 방향의 길이에 맞춰 길어진다. 처리액(1L')은 펌프(173)에 의해서 공급관(171)으로부터 처리조(170)로 압출되기 때문에, 펌프(173)로부터의 거리에 의해서 처리액(1L')이 받는 압력이 다르기 쉽다. 공급관(171)이 길어질수록 펌프(173)로부터 멀어지기 때문에, 펌프(173)에 가까운 앞쪽과 펌프(173)로부터 떨어진 안쪽에서는 압력 차가 생기기 쉬워진다. 그 때문에, 처리액(1L')의 유동 상태에 불균일이 보다 생기기 쉬워져, 체류부가 발생하기 쉬워진다고 생각된다.

또한, 기재(1A)가 길어지면, 상기 기재(1A)를 수용하는 처리조(170)도 커지기 때문에, 장치가 대형화되어, 처리액(1L')의 사용량도 증대한다.

그런데, 최근, 가시광 파장 이하의 주기의 미세 요철 구조를 표면에 갖는 광학 필름 등의 물품은, 반사 방지 효과, 로터스 효과 등을 발현하는 것에서, 그 유용성이 주목되고 있다. 특히, 모스 아이(moth eye) 구조라고 불리는 미세 요철 구조는, 공기의 굴절률로부터 물품의 재료의 굴절률로 연속적으로 굴절률이 증대해 나가는 것으로 유효한 반사 방지 기능을 발현한다는 것이 알려져 있다.

미세 요철 구조를 표면에 갖는 물품의 제조 방법으로서는, 기재 필름 등의 피전사체의 표면에, 몰드의 표면에 형성된 미세 요철 구조를 전사하는 임프린트법을 들 수 있다. 상기 임프린트법으로서는, 예컨대, 하기의 방법이 알려져 있다(특허문헌 2).

복수의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 외주면에 형성된 롤 형상 몰드와 투명한 기재 필름 사이에, 자외선 경화성 수지가 개재된 상태에서, 자외선 경화성 수지에 자외선을 조사하여, 자외선 경화성 수지를 경화시켜, 양극 산화 알루미나의 세공이 반전된 복수의 볼록부를 표면에 갖는 경화 수지층을 형성하고, 상기 경화 수지층과 함께 기재 필름을 롤 형상 몰드로부터 박리하는 광 임프린트법.

이 임프린트법에서 이용하는 몰드를 제조하는 방법으로서는, 예컨대 원주 형상(롤 형상)의 알루미늄 기재를 전해액 중에서 양극 산화시켜, 알루미늄 기재의 주면에 복수의 세공(오목부)을 갖는 양극 산화 알루미나를 형성하는 방법이 알려져 있다(특허문헌 2, 3).

그러나, 도 7A 및 7B에 나타내는 것과 같은 처리조(170)를 이용하여 원주 형상의 알루미늄 기재를 전해액 중에서 양극 산화시킨 경우, 처리조(170) 내에서 체류부가 발생하면, 특히 다공판(172)의 상부에서 처리액(전해액)(1L')에 온도 불균일이 생기기 쉬워진다. 기재(1A)의 표면 온도는 처리액(1L')의 온도 불균일에 영향을 받기 쉬워, 처리액(1L')에 온도 불균일이 생기면, 기재(1A)의 표면도 온도 불균일이 생기기 쉬워진다.

양극 산화에 의해서 기재 표면에 형성되는 세공의 깊이는, 처리 중인 온도에 영향을 받기 쉽다. 따라서, 전해액이나 기재 표면에 온도 불균일이 생기면, 장소에 따라서 세공의 깊이에 편차가 있는 몰드가 얻어지는 경우가 있다. 이러한 몰드를 이용하여, 상기 몰드의 표면에 형성된 미세 요철 구조를 임프린트법으로 전사하면, 장소에 따라서 볼록부의 높이에 편차가 있는, 즉, 반사율에 편차가 있는 물품이 되어 버린다.

양극 산화의 불균일이 생겨 버리는 원인으로서, 전해액의 온도, 전류 밀도, 전해 전압 등이 영향을 미치고 있어, 롤 형상의 알루미늄 표면의 온도 불균일이나, 안정된 전류를 공급하기 위한 통전 부재와 알루미늄 기재가 전기적으로 긴밀히 접촉하지 않고 있음으로 인한 통전 불량 등이 생각된다.

일본 특허공개 제2009-242878호 공보 일본 특허공개 제2009-174007호 공보 국제공개 제2006/059686호 팜플렛

본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것이며, 본 발명의 제 1 측면은, 세공의 깊이의 편차가 억제된 임프린트용 롤 형상 몰드를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제 2 측면은, 볼록부의 높이의 편차가 억제된, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제 3 측면은, 세공의 깊이의 편차가 억제된 임프린트용 롤 형상 몰드를 제조할 수 있는 양극 산화 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 제 4 측면은, 장척인 기재를 처리하는 경우에서도 전해액의 체류를 방지하고, 추가로 전해액의 사용량도 억제할 수 있는 전해 처리 장치를 제공한다.

본 발명의 제 5 측면은, 상기 전해 처리 장치에 적합하게 사용되는 처리조를 제공한다.

본 발명의 제 1 태양은, 양극 산화조의 전해액에 침지된 알루미늄으로 이루어지는 원통 형상의 알루미늄 기재에, 통전 부재를 이용하여 통전하여 양극 산화 처리를 행하여, 표면에 복수의 요철을 갖는 롤 형상 몰드를 제조하는 방법으로서,

상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재에 맞닿은 상태에서, 상기 알루미늄 기재의 중심축을 회전 중심으로 하여, 상기 알루미늄 기재를 회전시키면서, 상기 통전 부재를 통하여 상기 알루미늄 기재에 통전을 행하는 양극 산화 공정을 포함하는 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 2 태양은, 상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재가 동기(同期)되어 회전하는, 제 1 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 3 태양은, 상기 통전 부재는, 도전성 축 부재와, 상기 축 부재에 고정되고 상기 알루미늄 기재에 맞닿은 촉자(觸子)를 포함하며, 상기 촉자가 원통 형상의 상기 알루미늄 기재의 내주면에 맞닿고, 상기 축 부재의 적어도 한쪽의 단부가 상기 축 부재에 급전(給電)을 행하는 도전성 급전 부재와 접촉하는 위치에 배치되어 있는 제 1 태양 또는 제 2 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 4 태양은, 상기 축 부재의 적어도 한쪽의 단부가 상기 알루미늄 기재의 축 방향을 따라 상기 알루미늄 기재의 외측에 위치하고, 상기 적어도 한쪽의 단부의 형상이 원추 형상이며, 상기 축 부재의 적어도 한쪽의 단부는, 상기 급전 부재와 접동(摺動)하면서 회전하는 제 3 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 5 태양은, 상기 알루미늄 기재는, 상기 알루미늄 기재의 축 방향 단부에 고정된 회전 지그를 회전시키는 것에 의해 중심축을 중심으로 하여 회전하고, 상기 축 부재는 상기 회전 지그에 고정되어, 상기 알루미늄 기재에 동기되어 회전하는, 제 3 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 6 태양은, 상기 회전 지그는 상기 알루미늄 기재의 단부를 지수(止水)하는, 제 5 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 7 태양은, 상기 양극 산화조로부터 상기 전해액의 일부를 배출하면서, 상기 양극 산화조에 동량의 전해액이 공급되는, 제 1 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 8 태양은, 상기 양극 산화조의 알루미늄 기재보다도 상측에서 전해액을 오버플로우시켜 상기 전해액의 일부를 배출시키고, 오버플로우한 상기 전해액을 상기 알루미늄 기재보다도 하측에 설치된 공급구로부터 양극 산화조 내로 반송하는, 제 7 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 9 태양은, 상기 양극 산화조의 형상이 반원주 형상이며, 한쪽의 측면으로부터 전해액을 균일하게 공급하고, 다른 쪽의 측면으로부터 오버플로우시키는, 제 7 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 10 태양은, 상기 양극 산화조는 전해액을 수용하고, 상기 알루미늄 기재가 침지되는 장척인 형상이며, 상기 처리조 본체에 침지된 기재의 주면을 따르도록, 저부(低部)가 원호 형상으로 만곡(灣曲)된 처리조 본체, 처리조 본체에 전해액을 공급하는 전해액 공급부 및 처리조 본체로부터 전해액을 배출하는 오버플로우부를 구비하고, 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 설치된 상기 전해액 공급부로부터, 처리조 본체의 한쪽의 측면 상방에서 전해액을 공급하고, 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 처리조 본체의 다른 쪽의 측면 상부에 설치된 상기 오버플로우부로부터 상기 전해액을 배출하는, 제 9 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 11 태양은, 상기 전해액 공급부로부터 공급된 상기 전해액이 상기 오버플로우부로 흐르는 방향과는 반대 방향으로 상기 알루미늄 기재를 회전시키는, 제 10 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 12 태양은, 상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 면 접촉하는 통전 부재인, 제 1 태양 또는 제 2 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 13 태양은, 상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 맞닿고, 상기 알루미늄 기재가 축 방향으로 협지되도록 배치되어 있고, 상기 통전 부재를 회전시켜, 상기 통전 부재와 상기 알루미늄 기재를 맞닿은 상태에서 회전시키는, 제 12 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 14 태양은, 상기 회전 지그는 상기 알루미늄 기재의 단부를 지수하는, 제 13 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 15 태양은, 상기 통전 부재를 상기 알루미늄 기재의 축 방향을 따라 이동시켜, 상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재를 접촉시키는, 제 12 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 16 태양은, 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 제 1 테이퍼 면이 포함되고, 상기 통전 부재는 상기 제 1 테이퍼 면에 면 접촉하는 제 2 테이퍼 면을 갖고, 상기 제 1 테이퍼 면과 상기 제 2 테이퍼 면을 접촉시켜 상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재를 맞닿게 하는, 제 12 태양에 기재된 롤 형상 몰드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 다른 측면으로서, 본 발명의 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법은, 롤 형상의 알루미늄 기재의 외주면에, 복수의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 형성된 임프린트용 롤 형상 몰드를 제조하는 방법으로서, 알루미늄 기재를 양극 산화조의 전해액 중에서 양극 산화될 때에, 알루미늄 기재의 중심축을 회전축으로 하여 알루미늄 기재를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기의 측면에 있어서, 양극 산화조로부터 전해액의 일부를 배출하면서, 양극 산화조에 동량의 전해액을 공급하는 것이 바람직하고; 양극 산화조로부터 전해액을 오버플로우시켜, 오버플로우한 전해액을 알루미늄 기재보다도 하측에 설치된 공급구로부터 양극 산화조 내로 반송하는 것이 보다 바람직하다.

상기의 측면에 있어서, 양극 산화조로의 전해액의 공급량은, 양극 산화조의 용적에 대하여, 순환 회수가 3분간에 1회 이상이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 양극 산화조는 빈번한 액 갱신이 행해질 수 있고, 제열(除熱), 발생한 수소 제거를 효율적으로 행할 수 있다. 예컨대, 조 용량이 105L인 때, 35L/분 내지 60L/분인 것이 바람직하고, 41L/분 내지 55L/분이 보다 바람직하다.

상기의 측면에 있어서, 양극 산화의 때에는, 알루미늄 기재를 양극으로 하고, 적어도 1장의 음극판을 알루미늄 기재의 중심축에 대략 평행하게, 또한 알루미늄 기재를 끼워 대향 배치시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 17 태양은, 복수의 요철을 표면에 갖는 물품을 제조하는 방법으로서, 제 1 태양에 기재된 제조 방법으로 수득된 임프린트용 롤 형상 몰드의 외주면에 형성된 양극 산화 알루미나의 복수의 세공을 임프린트법에 의해서 피전사체에 전사하는 것, 상기 세공이 반전하여 전사된 형상의 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 얻는 것을 포함하는, 상기 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제 18 태양은, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하기 위한 처리조에 있어서, 전해액을 수용하고, 상기 기재가 침지되는 장척인 처리조 본체, 처리조 본체에 전해액을 공급하는 전해액 공급부, 및 처리조 본체로부터 전해액을 배출하는 오버플로우부를 구비하고, 상기 처리조 본체의 저부의 내면은, 상기 처리조 본체에 침지된 기재의 주면을 따르도록 원호 형상으로 만곡되고, 상기 전해액 공급부는, 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 처리조 본체의 한쪽의 측면 상방에 설치되고, 상기 오버플로우부는, 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록, 처리조 본체의 다른 쪽의 측면 상부에 설치되어 있는 처리조에 관한 것이다.

본 발명의 제 19 태양은, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하는 전해 처리 장치에 있어서, 전해액을 수용하고, 상기 기재가 침지되는 장척인 처리조 본체, 처리조 본체에 전해액을 공급하는 전해액 공급부, 및 처리조 본체로부터 전해액을 배출하는 오버플로우부를 구비한 처리조와, 상기 처리조 본체에 침지된 기재를 끼우도록 배치된 전극판을 구비하고, 상기 처리조 본체의 저부의 내면은, 상기 처리조 본체에 침지된 기재의 주면을 따르도록 원호 형상으로 만곡되고, 상기 전해액 공급부는, 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 처리조 본체의 한쪽의 측면 상방에 설치되고, 상기 오버플로우부는, 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 처리조 본체의 다른 쪽의 측면 상부에 설치되어 있는 전해 처리 장치에 관한 것이다.

여기서, 상기 전극판은, 상기 처리조 본체의 저부의 내면 형상을 따르도록 만곡되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기재의 중심축을 회전 중심으로 하여, 상기 기재를 회전시키는 회전 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전 수단은, 전해액 공급부로부터 공급된 전해액이 오버플로우부로 흐르는 방향과는 반대 방향으로 상기 기재를 회전시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 20 태양은, 알루미늄으로 이루어지는 롤 형상의 알루미늄 기재를 양극 산화조의 전해액으로 양극 산화 처리를 행하는 양극 산화 처리 장치로서, 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 면 접촉하는 통전 부재를 갖고, 중심축을 회전 중심으로 하여 회전하는 상기 알루미늄 기재에 상기 통전 부재를 동기시켜 회전시키면서, 상기 알루미늄 기재에 대하여 통전을 행하는 양극 산화 처리 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 제 20 태양에 따른 양극 산화 처리 장치는, 상기 알루미늄 기재를 회전시키는 회전 구동 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 20 태양에 따른 양극 산화 처리 장치는, 상기 통전 부재를 상기 알루미늄 기재의 축 방향으로 진퇴 운동시키는 축 방향 구동 수단을 갖고, 상기 축 방향 구동 수단으로, 상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재를 접촉 또는 이반시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 20 태양에 따른 양극 산화 처리 장치에서는, 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 제 1 테이퍼 면이 포함되고, 상기 통전 부재는, 상기 제 1 테이퍼 면에 면 접촉하는 제 2 테이퍼 면을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 21 태양은, 알루미늄으로 이루어지는 롤 형상의 알루미늄 기재를 양극 산화조의 전해액으로 양극 산화 처리를 행하는 양극 산화 처리 장치로서, 상기 알루미늄 기재를 통전시키는 도전성 촉자를 갖고, 상기 알루미늄 기재의 중심축을 회전 중심으로 하여 상기 알루미늄 기재를 회전시킴과 함께, 상기 촉자를 상기 알루미늄 기재에 맞닿게 한 상태에서 상기 알루미늄 기재에 동기시켜 회전시켜, 상기 알루미늄 기재에 대하여 통전을 행하는 양극 산화 처리 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 제 21 태양에 따른 양극 산화 처리 장치는, 상기 촉자를 고정하여 상기 알루미늄 기재의 축 방향을 따라 연장되는 도전성 회전축과, 상기 회전축의 단부에 맞닿아 상기 회전축에 급전을 행하는 도전성 급전 플레이트 부재를 갖고, 상기 회전축을 상기 알루미늄 기재에 동기시켜 회전시킴으로써 상기 촉자를 상기 알루미늄 기재에 동기시켜 회전시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 21 태양에 따른 양극 산화 처리 장치는, 상기 회전축의 상기 급전 플레이트 부재와 접촉하는 부위의 형상이 원추 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 양극 산화 처리 장치는, 상기 알루미늄 기재는, 단부에 고정된 회전 지그에 의해서 중심축을 회전 중심으로 하여 회전되고, 상기 회전축은, 상기 회전 지그에 고정됨으로써 상기 알루미늄 기재에 동기되어 회전하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제 21 태양에 따른 양극 산화 처리 장치는, 상기 알루미늄 기재의 내부에는 전해액이 들어가지 않도록, 지수 가능한 구조인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법에 의하면, 세공의 깊이의 편차가 억제된 임프린트용 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 20 태양에 의하면, 알루미늄 기재와 통전 부재를 면 접촉시키고, 동기시켜 회전시키면서 알루미늄 기재에 통전을 행하기 때문에, 통전 불량이 없이 안정된 통전을 행할 수 있다. 또한, 접촉 면적이 크기 때문에, 알루미늄 기재와 통전 부재의 접촉부의 회전에서의 마찰 등의 회전이 원인인 전류값의 진동도 억제할 수 있고, 롤 형상 몰드의 수율의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

본 발명의 제 21 태양에 의하면, 알루미늄 기재와 촉자를 맞닿게 한 상태에서 알루미늄 기재와 촉자를 동기시켜 회전시키면서 촉자로부터 알루미늄 기재로 통전을 행하기 때문에, 알루미늄 기재와 촉자 사이의 마모를 없게 하여 통전 불량을 억제할 수 있고, 롤 형상 몰드의 수율의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

본 발명의 물품의 제조 방법에 의하면, 볼록부의 높이의 편차가 억제된, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 제조할 수 있다.

본 발명의 처리조는, 장척인 기재를 처리하는 경우에도 전해액의 체류를 방지하고, 추가로 전해액의 사용량도 억제할 수 있는 전해 처리 장치의 처리조로서 적합하다.

또한, 본 발명의 전해 처리 장치는, 장척인 기재를 처리하는 경우에도 전해액의 체류를 방지하고, 추가로 전해액의 사용량도 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 처리조의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 1I-1I' 선 단면도이다.
도 3은 오버플로우부의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 전해 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5A는 도 4의 1II-1II' 선 단면도이다.
도 5B는 도 4에 나타내는 전해 처리 장치에 구비되는 처리조와 전극판의 사시도이다.
도 6은 양극 산화 알루미나의 세공의 형성 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7A는 종래의 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이며, 도 7A는 그 측면도이다.
도 7B는 종래의 처리 장치의 일례를 나타내는 도면이며, 도 7B는 도 7A의 1III-1III' 선 단면도이다.
도 8은 본 발명의 처리조와 직방체 형상의 처리조에서 전해 처리를 한 때의 전해액 온도를 비교하는 그래프이며, 처리조 벽면 부근의 수개의 점에서 상승한 최대 온도를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 처리조와 직방체 형상의 처리조에서 전해 처리를 한 때의 전해액 온도를 비교하는 그래프이며, 기재 표면의 길이 방향의 수개의 점에서의 최대 온도 차를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태에 따른 양극 산화 처리 장치의 단면도이다.
도 11은 도 10의 2A-2A 선 단면도이다.
도 12A는 본 발명의 실시예 2에 따른 양극 산화 처리 장치에서의 알루미늄 기재에 대한 통전 상태를 설명하는 그래프를 나타낸 도면이다.
도 12B는 도 12A에 나타내는 그래프의 특정 범위를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 13은 비교예 3에 따른 양극 산화 처리 장치의 개략 구성을 나타낸 단면도이다.
도 14는 비교예 3에 따른 양극 산화 처리 장치에서의 알루미늄 기재에 대한 통전 상태를 설명하는 그래프를 나타낸 도면이다.
도 15는 양극 산화 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 16은 물품의 제조 장치의 일례를 나타내는 개략 구성도이다.
도 17은 롤 형상 몰드의 외주를 원주 6등분하는 위치를 번호로 나타낸 단면도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태에 따른 양극 산화 처리 장치의 단면도이다.
도 19는 도 18의 4A-4A 선 단면도이다.
도 20은 도 19에 나타내는 부재의 상세를 설명하는 요부 단면도이다.
도 21은 양극 산화 처리 장치에서의 알루미늄 기재에 대한 통전 상태를 설명하는 그래프를 나타낸 도면이다.

본 발명의 제 1 내지 16 태양인 롤 형상 몰드의 제조 방법은, 본 발명의 제 18 태양인, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하기 위한 처리조; 본 발명의 제 19 태양인, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하는 전해 처리 장치; 또는 본 발명의 제 20 또는 제 21 태양인, 양극 산화 처리 장치를 적용하는 것에 의해 실시할 수 있다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명한다.

[처리조]

본 발명의 처리조는, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하기 위한 것이다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 처리조(110)의 일례를 나타내는 도면이며, 후술하는 전해액 공급부측에서 본 측면도이다. 도 2는, 도 1의 1I-1I' 선 단면도이다.

한편, 도 2에는, 도 1에 나타내는 처리조(110)를 수용하는 외조(外槽)(140)를 추가했다.

또한, 본 발명에 있어서, 전해 처리의 대상이 되는 기재의 형상은 원주 형상이지만, 도 1, 2에 나타낸 것과 같은 중공(中空) 형상(원통 형상)이어도 좋고, 중공 형상이 아니어도 좋다.

도 1, 2에 나타내는 처리조(110)는, 전해액(1L)을 수용하고 중공(中空) 원주 형상의 기재(1A)가 침지되는 장척인 처리조 본체(111)와, 처리조 본체(111)에 전해액(1L)을 공급하는 전해액 공급부(112)와, 처리조 본체(111)로부터 전해액(1L)을 배출하는 오버플로우부(113)를 구비하여 구성되어 있다.

이 처리조(110)는, 도 2에 나타낸 바와 같이 외조(140)에 수용되어 있다.

<처리조 본체>

처리조 본체(111)는, 전해액(1L)을 수용하는 것이며, 상기 전해액(1L) 중에 기재(1A)가 침지된다.

처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a')은, 처리조 본체(111)에 침지된 기재(1A)의 주면(외주면)(1A')을 따르도록 원호 형상으로 만곡되어 있다. 저부(111a)의 내면(111a')이 원호 형상으로 만곡되어 있음으로써 후술하는 전해액 공급부(112)로부터 공급된 전해액(1L)이 오버플로우부(113)로 자연스럽게 유동할 수 있다.

한편, 본 발명에서 「원호 형상」은 완전한 원 형상으로 한정되지 않는다.

저부(111a)의 내면(111a')의 형상으로서는, 반원 형상, 반타원 형상 등, 굴곡점이 없고 매끈하게 한 방향을 따라 구부러진 형상이 바람직하지만, 그 중에서도, 반원 형상이 보다 바람직하다. 저부(111a)의 내면(111a')의 형상이 반원 형상이면, 전해액 공급부(112)로부터 공급된 전해액(1L)이 저부(111a)의 내면(111a')을 보다 자연스러운 흐름을 유지한 채로 오버플로우부(113)로 흐른다.

처리조 본체(111)의 재질에 관해서는, 전해액(1L)에 의해서 부식되기 어려운 것이면 특별히 제한되지 않고, 예컨대 스테인레스, 폴리염화바이닐(PVC) 등을 들 수 있다.

처리조 본체(111)의 크기에 관해서는, 기재(1A)를 수용할 수 있는 크기이면 특별히 제한되지 않지만, 예컨대 도 2에 나타낸 바와 같이 기재(1A)를 처리조 본체(111) 내에 배치했을 때에, 기재(1A)의 외주면(1A')과 저부(111a)의 내면(111a') 사이에 공극(S)이 형성되는 크기이다. 구체적으로는, 기재(1A)의 중심축(P)에서 저부(111a)의 내면(111a')까지의 거리(D)가, 기재(1A)의 반경(r)의 1.25 내지 2배인 것이 바람직하다.

한편, 저부(111a)의 내면(111a')의 형상이 반원 형상인 경우는, 이 반원의 직경 상의 중심과 기재(1A)의 중심축(P)이 중첩되도록 기재(1A)를 처리조 본체(111) 내에 배치하는 것이 바람직하다.

그런데, 전술한 것과 같이, 기재를 양극 산화시켜 주면에 세공을 형성시키는 경우, 세공의 깊이는 전해액이나 기재 표면(외주면)의 온도 불균일에 영향을 받기 쉽기 때문에, 온도 불균일을 경감시킬 필요가 있다.

전해액이나 기재 표면의 온도 불균일은, 주로 전해액이 처리조 내로 체류하는 것으로 생기지만, 기재와 처리조의 내면의 간격이 좁으면 온도 불균일이 생기는 경우가 있다. 이것은, 양극 산화를 행하면 발열에 의해 처리조가 가열되기 쉽고, 이 처리조의 열에 의해서 처리조 근방의 기재 표면이 직접 또한 불균일하게 따뜻하게 되어, 온도 불균일이 생기는 것으로 생각된다. 이 경향은, 기재와 처리조의 내면의 거리가 가까울수록 일어나기 쉽다고 생각된다.

그러나, 기재(1A)의 중심축(P)에서 저부(111a)의 내면(111a')까지의 거리(D)가, 기재(1A)의 반경(r)의 1.25배 이상이면, 기재(1A)의 외주면(1A')과 처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a') 사이에 충분한 간극이 형성된다. 따라서, 기재(1A)와 처리조 본체(111)의 사이에 위치하는 전해액(1L)이 완충재의 역할을 충분히 다할 수 있기 때문에, 양극 산화 시의 발열에 의해 처리조 본체(111)가 가열되어도, 기재(1A)가 처리조 본체(111)에 의해서 직접 따뜻하게 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기재(1A)의 외주면(1A')의 온도 불균일을 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 깊이의 편차가 억제된 세공을 기재의 외주면에 형성할 수 있다.

한편, 거리(D)는, 기재(1A)의 반경(r)의 2배 이하인 것이 바람직하다. 거리(1D)가 기재(1A)의 반경(r)의 2배를 넘어도, 온도 불균일의 방지 효과는 한계점이 될 뿐이거나, 처리조 본체(111)가 대형으로 되기 때문에, 전해액(1L)의 사용량이 많아진다.

<전해액 공급부>

도시예의 전해액 공급부(112)는, 공급관(112a)과, 상기 공급관(112a)에 접속된, 장척인 토출부(112b)로 구성된다.

펌프(도시 생략) 등에 의해서 공급관(112a) 내에 전해액이 보내지고, 공급관(112a) 내에 충만한 전해액이 토출구(1121a)에서 토출부(112b)로 배출된다.

토출구(1121a)는 공급관(112a)의 길이 방향을 따라 연속적(슬릿 형상)으로 형성되어 있어도 좋고, 단속적으로 형성되어 있어도 좋다.

토출부(112b)의 선단은 처리조 본체(111)에 수용된 전해액(1L)에 침지해 있고, 토출부(112b)의 토출구(1121b)에서 전해액(1L)이 처리조 본체(111)로 공급된다.

토출구(1121b)는, 토출부(112b)의 길이 방향을 따라 연속적으로 형성되어 있어도 좋고, 단속적으로 형성되어 있어도 좋다.

토출부(112b)에서 배출된 전해액이, 처리조(111) 본체의 길이 방향에 대하여 균일한 유동 상태를 유지하기 위해서는, 전해액 공급부 내의 정압을 유지할 수 있을 것 같은 구조로 하면, 폭 방향에 대하여 균일한 흐름이 형성될 수 있다. 정압을 유지하기 위해서는 공급관(112a)의 토출구(1121a)의 면적이 토출부(112b)의 토출구(1121b)의 개구 면적보다 커지도록 설치하면 좋다.

공급관(112a) 및 토출부(112b)의 재질에 관해서는, 전해액(1L)에 의해서 부식되기 어려운 것이면 특별히 제한되지 않고, 예컨대 스테인레스, 폴리염화바이닐(PVC) 등을 들 수 있다.

<오버플로우부>

오버플로우부(113)는, 처리조 본체(111)로부터 넘치는 전해액(1L)을 처리조 본체(111)의 밖으로 배출하는 것이며, 처리조 본체(111)의 길이 방향을 따르도록, 처리조 본체(111)의 다른 쪽의 측면(111c) 상부에 설치되어 있다.

도시예의 오버플로우부(113)는, 처리조 본체(111)의 한쪽의 측면(111b)과 다른 쪽의 측면(111c)의 높이를 다르게 하는, 구체적으로는 다른 쪽의 측면(111c)을 한쪽의 측면(111b)보다도 낮게 하는 것으로 형성되어 있다.

<작용 효과>

이상 설명한 본 발명의 처리조(110)는, 전해액(L)을 처리조 본체(111)의 한쪽의 측면(111b) 상방으로부터 공급하고, 다른 쪽의 측면(111c)의 상부로부터 배출한다. 이때, 처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a')이 원호 형상으로 만곡되어 있기 때문에, 전해액(1L)이 체류하지 않고 자연스럽게 오버플로우부(113)로 이동할 수 있다.

한편, 전해액 공급부(112)로 전해액(1L)을 보낼 때는 펌프(도시 생략) 등을 이용하지만, 전해액(1L)은 중력에 따라서 전해액 공급부(112)로부터 보내어진다. 따라서, 본 발명의 처리조(110)는, 도 8에 나타내는 종래의 처리조(170)와 같이, 이 처리조(170)의 하부에 설치된 공급관(171)으로부터, 펌프(173)에 의해서 전해액(1L')을 처리조(170)의 상방으로(즉, 중력을 거슬러서) 토출시키는 경우에 비하여, 펌프의 압력의 영향을 받기 어렵다. 그 때문에, 전해 처리하는 기재(1A)가 길어지고, 처리조 본체(111)의 길이 방향의 길이나 전해액 공급부(112)가 길어져도, 전해액 공급부(112)의 양단에 있어서, 펌프로부터 받는 전해액의 압력 차가 작다.

따라서, 본 발명의 처리조(110)를 이용하면, 처리조 본체(111) 내에서 전해액(1L)이 부분적으로 체류하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 기재(1A)의 외주면(1A')을 균일하게 전해 처리할 수 있다.

특히, 알루미늄 기재를 양극 산화 처리하는 경우는, 전해액이나 기재 표면의 온도 불균일을 억제하는 것이 중요해지지만, 본 발명의 처리조(110)를 이용하면, 처리조 본체(111) 내에서의 전해액(1L)의 체류부가 발생하기 어렵기 때문에, 온도 불균일이 생기기 어렵다. 따라서, 기재(1A)의 외주면(1A')에 형성되는 세공의 깊이의 편차가 억제된다.

또한, 본 발명의 처리조(110)는, 처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a')이 원호 형상으로 만곡되어 있기 때문에, 도 8에 나타내는 것과 같은 직방체 형상의 처리조(170)에 비하여 용적을 축소할 수 있다. 따라서, 전해액의 사용량도 억제할 수 있다.

한편, 본 발명의 처리조(110)를 이용하면, 전해액(1L)이 자연스럽게 처리조 본체(111) 내를 유동하기 때문에, 다공판 등의 유동을 조정하는 부재를 설치할 필요가 없다.

<다른 실시 형태>

본 발명의 처리조는 도 1, 2에 나타내는 처리조(110)에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 1, 2에 나타내는 처리조(110)의 전해액 공급부(112)는 길이 방향으로 균일하게 공급할 수 있는 형상이면, 관 형상의 구조로도 괜찮다.

또한, 도 1, 2의 처리조(110)는, 오버플로우부(113)가 처리조 본체(111)의 다른 쪽의 측면(111c)을 한쪽의 측면(111b)보다도 낮게 하는 것으로 형성되어 있지만, 예컨대, 도 3에 나타낸 바와 같이, 다른 쪽의 측면(111c)에, 처리조 본체(111)의 길이 방향으로 신장하는 구멍(113')을 설치하고, 이것을 오버플로우부(113)로 하여도 좋다. 단, 이 경우는, 처리조 본체(111)에 침지되는 기재(1A)보다도 높은 위치에 구멍(113')을 설치하는 것이 바람직하다.

구멍(113')은 도 3에 나타낸 바와 같이 연속적이어도 좋고, 단속적이어도 좋다.

한편, 도 3에서는 처리조 본체(111)와 구멍(113')과 기재(1A)만을 나타내고, 전해액 공급부는 생략했다.

[전해 처리 장치]

본 발명의 전해 처리 장치는, 원주 형상의 기재를 전해액 중에서 전해 처리하는 장치이다.

도 4는, 본 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(1)의 일례를 나타내는 측단면도이며, 도 5A는 도 4의 1II-1II' 선 단면도이며, 도 5B는 도 4에 나타내는 전해 처리 장치에 구비되는 처리조(110)와 전극판(120)의 사시도이다.

이 예의 전해 처리 장치(11)는, 전해액(L)으로 채워진 처리조(110)와, 이 처리조(110)의 처리조 본체(111)에 침지된 기재(1A)를 끼우도록 배치된 전극판(120)과, 기재(1A)의 중심축을 회전 중심으로 하여 기재(1A)를 회전시키는 회전 수단(130)과, 처리조(110)를 수용하고 처리조(110)로부터 오버플로우한 전해액(1L)을 받기 위한 외조(140)와, 전해액(1L)을 일단 저류(貯留)하는 저류조(150)와, 외조(140)로 받은 전해액(1L)을 저류조(150)로 유하(流下)시키는 유하 유로(141)와, 저류조(150)의 전해액(1L)을 처리조(110)의 전해액 공급부(112)로 반송하는 반송 유로(151)와, 반송 유로(151)의 도중에 설치된 펌프(152)를 구비하고 있다.

이하, 본 발명의 전해 처리 장치(11)를 양극 산화 처리 장치로서 이용하는 경우를 예로 들어, 구체적으로 설명한다.

전해 처리 장치(11)에는, 전술한 본 발명의 처리조(110)가 구비되어 있고, 도 5A, 5B에 나타낸 것과 같이, 전극판(120)은, 이 처리조(110)의 처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a') 형상을 따르도록 만곡한 형상으로 되어 있다. 전극판(120)이 만곡한 형상인 것에 의해, 전해액(1L)의 유동이 방해되기 어렵게 되기 때문에, 전해액(1L)이 체류하지 않고, 보다 자연스럽게 오버플로우부(113)로 이동할 수 있다.

한편, 도 5A에서는 외조(140)를 생략했다. 또한, 도 5B에서는 처리조(110)의 처리조 본체(111) 및 오버플로우부(113)와, 전극판(120)과, 기재(1A)만을 나타내고, 이외의 전해 처리 장치(11)의 구성 부재는 생략했다.

처리조 본체(111)의 단면(111d, 111e)은, 도 5B에 나타낸 바와 같이, U자 형상으로 되어 있다. 따라서, 단면(111d, 111e)으로부터 전해액이 새지 않도록, 단면(111d, 111e)에는 그 형상에 맞춘 봉지재(도시 생략)가 부착된다.

또한, 단면(111d, 111e)의 하부측에는, 도 4, 도 5A에 나타낸 것과 같이, 회전 수단(130)으로서, 수평 방향에 축 방향을 따라 기재(1A)를 지지하는 지지축(131)이 설치되어 있다.

지지축(131)은, 도 4, 도 5A 에 나타낸 바와 같이 처리조 본체(111)의 단면(111d, 111e)에 각각 수평 방향으로 나란히 세워 한 쌍 설치되고, 각 지지축(131)은, 처리조 본체(111)의 단면(111d, 111e)을 관통하고, 이들 처리조 본체(111)의 단면(111d, 111e)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

각 지지축(131)의 처리조 본체(111) 내의 단부에는, 수지 재료로 이루어지는 원통 형상의 탄성 부재(132)가 삽통(揷通)하여 설치되고, 기재(1A)는 그 양단부 외주면을 각 탄성 부재(132) 상에 재치(載置)되도록 하여, 지지축(131) 상에 지지되어 있다. 각 지지축(131)은, 예컨대 모터 등의 회전 구동부(도시 생략)와 접속되어 있고, 이 회전 구동부에 의해서 각 지지축(131)이 동일 방향으로 회전됨으로써 이 전해 처리 장치(11)에서는 탄성 부재(132)와 접촉한 기재(1A)가 회전하게 되어 있다.

특히, 회전 수단(130)은, 도 5A에 나타낸 바와 같이, 처리조(110)의 전해액 공급부(112)로부터 처리조 본체(111)로 공급된 전해액(1L)이, 오버플로우부(113)로 흐르는 방향과는 반대 방향으로, 기재(1A)를 회전시키는 것이 바람직하다. 전해액(1L)의 흐르는 방향과 기재(1A)의 회전 방향이 반대가 됨으로써 기재(1A)에 대한 표면 부근에서의 전해액(1L)의 흐름은 상대적으로 빠르게 되어, 전해 처리 시에 기재(1A)에서 발생한 열의 이동이 효율 좋게 행할 수 있다. 전해액(1L)의 흐르는 방향과 기재(1A)의 회전 방향이 같은 경우, 기재(1A) 표면 부근에서의 전해액(1L)의 흐름은 상대적으로 느리고, 속도가 없는 상태에서는 열의 이동이 나쁘기 때문에, 처리조(110) 전체에서의 전해액의 온도 상승으로 연결되어 버린다.

지지축(131)의 상방에는, 수평 방향으로 축 방향을 따르게 한 통전용 샤프트(133)가, 단면(111d, 111e)에 부착된 밀봉재(114)를 관통하여 설치되고, 이 통전용 샤프트(133)는 외조(140)도 관통하여 외측에 노출된다. 통전용 샤프트(133)는 도전성을 갖는 재료로 이루어지고, 단면(111d, 111e)에 부착된 봉지재 각각에 회전 가능하게 지지되어 있다. 한편, 통전용 샤프트(133)는 전체가 도전성을 갖는 재료로 이루어져 있지 않아도 좋고, 후술하는 통전 부재(134)를 통해서 기재(110)에 전류를 인가 가능하게 되어 있으면 좋다. 구체적으로는, 통전용 샤프트(133)의 외부가 절연 물질에 의해 코팅된 구성이어도 좋고, 단면(111d, 111e)에 부착된 봉지재에 접촉하는 부위에 내마모성이 우수한 코팅 등이 실시되어도 상관없다.

각 통전용 샤프트(133)의 처리조 본체(111) 내의 단부에는, 원반 형상의 통전 부재(134)가 일체로 설치되어 있다. 통전 부재(134)는, 중공 원주 형상의 기재(1A)의 양단면에 면 접촉한다. 여기서, 기재(1A)를 끼우도록 배치된 전극판(120)과 통전용 샤프트(133)는, 전원(121)이 전기적으로 접속되어, 전류가 인가 가능하게 되어 있다.

통전 부재(134)는, 통전 샤프트(133) 또는 기재(1A)의 축 방향에 에어 실린더 등의 진퇴 운동을 행하는 구동부(도시 생략)에 의해서, 진퇴 운동을 할 수 있도록 설치되어 있다. 기재(1A)를 지지축(131)에 설치한 후, 기재(1A)의 축 방향의 양측에서, 통전 부재(134)를 기재(1A)의 양단면에 접촉시키는 것으로 통전 가능해진다. 한편, 도 4에 나타낸 예에서는, 기재(1A)의 양단면에 통전 부재(134)를 설치했지만, 통전 부재(134)를 기재(1A)의 한쪽의 단면에만 설치하고, 다른 쪽을 억제 부재로 하여도 좋다. 또한, 통전 부재(134)는, 엄밀히 기재(1A)의 단면에서 기재(1A)와 접촉할 필요는 없고, 기재(1A)의 내주면 등 다른 위치에서 기재(1A)와 접촉하는 구성이어도 상관없다.

통전 샤프트(133)는 처리조(110) 및 외조(140)를 관통하여 진퇴 운동을 하기 때문에, 통전 샤프트(133)와 처리조(110) 및 외조(140) 사이에는, 통전 샤프트(133)를 회전 가능하고 축 쪽으로 이동 가능하게 지지하는 미끄럼 베어링(135)이 설치되어 있다.

도시예의 기재(1A)의 양단부의 내경측 각부는 모서리를 깎아, 기재(1A)의 양단면의 일부에는 테이퍼 면(1a)이 형성되는 한편, 통전 부재(134)의 외경측 각부는 모서리를 깎아, 기재(1A)의 테이퍼 면(1a)에 면 접촉하는 테이퍼 면(134a)이 형성되고, 양자의 경사는 동일 구배가 설정되어 있는 것이 바람직하다. 기재(1A)의 테이퍼 면(1a)과, 통전 부재(134)의 테이퍼 면(134a)을 면 접촉시키는 것에 의해, 양자는 전기적으로 긴밀히 접촉할 수 있고, 또한 기재(1A) 또는 통전 부재(134) 측이 회전하는 경우에, 접촉시킨 저항에 의해 회전을 전달할 수 있어, 동기시켜 회전시킬 수 있다.

이러한 구조로 하는 것에 의해, 접촉 면적이 크고, 또한, 회전했을 때의 미끄러짐의 영향이나 마모의 영향도 경감되기 때문에, 안정된 전류 공급이 가능해진다.

또한, 통전 부재(134)가 접속된 통전 샤프트(133)는, 기재(1A)와 동기되어 회전하기 때문에, 통전 샤프트(133)와 전원(121)은 회전 급전 가능한 커넥터(도시 생략)로 전기적으로 접촉(접속)되어 있다. 회전 급전 가능한 커넥터로서 로터리 커넥터, 슬립 링(slip ring) 등이 있지만, 로터리 커넥터가 회전 시의 전류 안정성이 좋아 바람직하다. 또한, 통전 부재(134)를 기재(1A)의 일단면에만 면 접촉시켜 통전을 행하도록 하여도 좋다.

외조(140)는 처리조(110)를 수용하는 것이며, 도 2, 4에 나타낸 것과 같이, 처리조(110) 내의 전해액(1L)은 오버플로우부(113)로부터 배출되어, 외조(140)로 흐른다. 외조(140)로 받은 전해액(1L)은, 유하(流下) 유로(141)를 통하여 저류조(150)로 유하한다.

저류조(150)에는 전해액(1L)의 온도 조절 수단(153)이 설치되고, 저류조(150) 내에서 온도 조절된 전해액(1L)은, 펌프(152)에 의해서 반송 유로(151)를 통하여 처리조(110)의 전해액 공급부(112)로부터 처리조 본체(111)로 반송된다. 한편, 저류조(150)에 설치된 온도 조절 수단(153)으로서는, 물, 오일 등을 열매(熱媒)로 한 열 교환기, 전기 히터 등을 들 수 있다.

<작용 효과>

이상 설명한 본 발명의 전해 처리 장치(11)는, 본 발명의 처리조(110)를 구비한다. 따라서, 처리조(110)의 처리조 본체(111) 내에서 전해액(1L)이 체류하기 어렵다.

한편, 전해액 공급부(112)로 전해액(1L)을 보낼 때는 펌프(도시 생략) 등을 이용하지만, 전해액(1L)은 중력에 의해서 전해액 공급부(112)로부터 보내어진다. 따라서, 본 발명의 처리조(110)는, 도 7A, 7B에 나타내는 종래의 처리조(170)와 같이, 이 처리조(170)의 하부에 설치된 공급관(171)으로부터, 펌프(173)에 의해서 전해액(1L')을 처리조(170)의 상방으로(즉, 중력을 거슬러서) 토출시키는 경우에 비하여, 펌프의 압력의 영향을 받기 어렵다. 그 때문에, 전해 처리하는 기재(1A)가 길어지고, 처리조 본체(111)의 길이 방향의 길이나 전해액 공급부(112)가 길어져도, 전해액 공급부(112)의 양단에서, 펌프로부터 받는 전해액의 압력 차가 작다.

따라서, 본 발명의 전해 처리 장치(11)이면, 처리조(110)의 처리조 본체(111) 내에서 전해액(L)이 부분적으로 체류하는 것을 방지할 수 있기 때문에, 기재(1A)의 외주면을 균일하게 전해 처리할 수 있다.

특히, 알루미늄 기재를 양극 산화 처리하는 경우는, 전해액이나 기재 표면의 온도 불균일을 억제하는 것이 중요해지지만, 본 발명의 전해 처리 장치(11)이면, 처리조 본체(111) 내에서의 전해액(1L)의 체류부가 발생하기 어렵기 때문에, 온도 불균일이 생기기 어렵다. 따라서, 기재(1A)의 외주면에 형성되는 세공의 깊이의 편차가 억제된다.

또한, 본 발명의 전해 처리 장치(11)는, 처리조 본체(111)의 저부가 원호 형상으로 만곡되어 있기 때문에, 도 7A, 7B에 나타내는 것과 같은 직방체 형상의 처리조(170)에 비하여 용적을 축소할 수 있다. 따라서, 전해액의 사용량도 억제할 수 있다.

한편, 본 발명의 전해 처리 장치(11)이면, 전해액(1L)이 자연스럽게 처리조 본체(111) 내를 유동하기 때문에, 다공판 등의 유동을 조정하는 부재를 처리조(110) 내에 설치할 필요가 없다.

<다른 실시 형태>

본 발명의 전해 처리 장치는 도 4, 5A, 5B에 나타내는 전해 처리 장치(11)로 한정되지 않는다. 예컨대 도 4, 5A, 5B에 나타내는 전해 처리 장치(11)는, 기재(1A)를 회전시키는 회전 수단(130)으로서 지지축(131)을 구비하고 있지만, 통전 부재(134)에 접속된 통전용 샤프트(133)를 회전 수단으로 하여도 좋다. 그 경우, 지지축(131)은 상기에서 설명한 회전 구동부에 접속하지 않고, 기재(1A)와 동기되어 회전할 수 있을 것 같은 구조로 되어 있으면 좋다.

또한, 통전 부재(134)는, 전술한 것과 같이 전체가 도전성을 갖는 재료로 구성되어 있을 필요는 없고, 기재(A)와 통전용 샤프트(133)를 전기적으로 접속 가능한 구성으로 되어 있으면 좋다. 구체적으로는, 통전 부재(134)의 테이퍼 면(134a)과, 통전용 샤프트(133)를 전기적으로 접속하는 부분 이외가 절연 물질에 의해 코팅된 구성이어도 상관없다. 또한, 테이퍼 부(134a)에 관해서도, 안정적으로 기재(1A)와 통전 부재(134)를 전기적으로 접속 가능하면, 그 표면의 일부가 도전성 물질 이외로 이루어져도 상관없다.

또한, 전술한 실시 형태에서는, 기재(1A)의 양단부의 내경측 각부를 모서리를 깎아 테이퍼 면(1a)을 형성하고, 통전 부재(134)의 외경측 각부를 모서리를 깎아 테이퍼 면(134a)을 형성했지만, 기재(1A)의 양단부의 외경측 각부를 모서리를 깎고, 통전 부재(134)의 내경측 각부를 모서리를 깎아 테이퍼 면을 형성하여도 좋다.

또한, 각각의 통전 부재(134)에 형성되는 테이퍼 면(134a)은, 동일한 형상일 필요는 없고, 다른 형상이어도 상관없다. 또한, 테이퍼 면(134a)은, 통전 부재(134)의 적어도 한쪽에 형성되는 구성에 맞아도 상관없다.

<용도>

본 발명의 전해 처리 장치는, 양극 산화 등의 화성 처리나, 도금 등의 피막 처리 등, 기재의 표면을 전해 처리하는 장치로서 이용할 수 있지만, 특히 알루미늄 기재를 양극 산화시키는 양극 산화 처리 장치로서 적합하다.

이하, 본 발명의 전해 처리 장치를 이용하여, 알루미늄 기재를 양극 산화시켜 몰드를 제조하는 방법의 일례에 대하여 설명한다.

우선, 도 4, 5A, 5B에 나타낸 바와 같이, 기재(1A)로서 알루미늄 기재를 지지축(131) 상에 설치한다. 이때, 도 2에 나타낸 것과 같이, 기재(1A)의 외주면(1A')과 처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a') 사이에 공극(S)이 형성되도록 기재(1A)를 지지축(131) 상에 설치한다. 구체적으로는, 기재(1A)의 중심축(P)에서 저부(111a)의 내면(111a')까지의 거리(D)가, 기재(1A)의 반경(r)의 1.5배로 되도록 기재(1A)를 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 저부(111a)의 내면(111a')의 형상이 반원 형상인 경우는, 이 반원의 직경 상의 중심과 기재(1A)의 중심축(P)이 중첩하도록 기재(1A)를 설치하는 것이 바람직하다.

그 후, 전후 이동을 행하는 상기 구동부(도시 생략)를 이용하여 통전 샤프트(133)를 양측에서 동시에 움직여, 통전 부재(134)를 기재(1A)에 접촉시킨다. 한편, 통전 부재(134)에 기재(1A)를 접촉시키고 나서 전해액(1L)을 처리조 본체(111)에 공급하여도 좋고, 처리조 본체(111)에 전해액(1L)이 들어가 있는 상태에서 통전 부재(134)를 기재(A)에 접촉시켜도 상관없다. 통전 부재(134)와 기재(1A)가 접촉한 상태에서 상기 회전 구동부(도시 생략)를 구동시켜, 지지축(131)을 회전시켜 기재(1A)를 회전시킨다.

기재(1A)를 회전시키면서 통전 샤프트(133), 통전 부재(134)를 통해서, 양극이 되는 기재(1A)와 음극이 되는 전극판(120)에 전압을 인가하여, 기재(1A)의 양극 산화를 행한다.

기재(1A)에 통전 부재(134)를 접촉시킬 때, 접촉시키기 위한 누르기 압력은 0.2MPa 이상이 바람직하다. 회전 시에 접촉시킨 테이퍼 면에서 미끄러짐이 발생하거나, 긴밀히 접촉하여 끊어져 있지 않기 때문에 안정된 전류 공급에 영향이 있다. 그러나, 누르기 압력이 너무나 크면 기재(1A)의 변형의 원인이 되거나, 회전이 전달될 수 없어 멈추거나 하는 경우도 있기 때문에, 워크 형상과 회전 구동원의 수단에 의해 적절히 선택을 행할 필요가 있다.

기재(1A)의 양극 산화를 행하는 사이는, 기재(1A)를 회전시키면서, 처리조 본체(111)로부터 전해액(1L)의 일부를 배출하면서, 처리조 본체(111)에 동량의 전해액을 공급한다. 구체적으로는, 처리조(110)의 오버플로우부(113)에서 처리조 본체(111)로부터 외조(140)로 전해액(1L)을 배출시키고, 배출한 전해액(L)을 외조(140)로부터 저류조(150)로 유하시키고, 전해액(1L)의 온도를 저류조(150)에서 조절한 후, 상기 전해액(1L)을, 처리조 본체(111)의 길이 방향을 따르도록 한편의 측면 상방에 설치된 전해액 공급부(112)로 반송하여, 이 전해액 공급부(112)로부터 처리조 본체(111) 내로 공급한다.

이때, 처리조 본체(111)의 저부(111a)의 내면(111a')이 원호 형상으로 만곡되어 있기 때문에, 전해액(1L)의 거의 균일한 흐름이 형성되어, 전해액(1L)이 체류하지 않고 자연스럽게 오버플로우부(113)로 이동할 수 있다.

한편, 전계액(1L)의 흐르는 방향과는 반대 방향으로 기재(1A)를 회전시키는 것이 바람직하다.

전해액 공급부(112)로부터 처리조 본체(111)로의 전해액(1L)의 공급량은, 처리조 본체(111)의 용적에 대하여, 순환 회수가 3분간에 1회 이상이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 처리조 본체(111)는 빈번한 액 갱신을 행할 수 있고, 제열, 발생한 수소 제거를 효율 좋게 행할 수 있다.

기재(1A)의 주속(周速)은, 0.1m/분 이상이 바람직하다. 기재(1A)의 주속이 0.1m/분 이상이면, 기재(1A)의 주위에서의 전해액(1L)의 농도나 온도의 불균일이 보다 효과적으로 억제된다. 구동 장치의 능력의 점에서, 기재(1A)의 주속은 25.1m/분 이하가 바람직하다.

전술한 바와 같이 하여 기재(1A)를 양극 산화시키면, 도 6(a)에 나타내는 상태로부터 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 세공(161)을 갖는 산화 피막(162)이 형성된다.

기재(1A)로서 사용되는 알루미늄의 순도는, 99% 이상이 바람직하고, 99.5% 이상이 보다 바람직하고, 99.8% 이상이 더욱 바람직하다. 알루미늄의 순도가 낮으면, 양극 산화되었을 때에, 불순물의 편석에 의해 가시 광선을 산란시키는 크기의 요철 구조가 형성되거나, 양극 산화로 형성되는 세공(161)의 규칙성이 저하되거나 한다. 전해액으로서는, 옥살산, 황산 등을 들 수 있다.

옥살산을 전해액으로서 이용하는 경우:

옥살산의 농도는, 0.7M 이하가 바람직하다. 옥살산의 농도가 0.7M을 초과하면, 전류값이 높아져 산화 피막의 표면이 거칠게 되는 경우가 있다.

어떤 소정의 주기로 규칙성이 높은 세공을 갖는 양극 산화 알루미나를 얻기 위해서는, 소정의 주기에 맞은 화성 전압을 걸 필요가 있다. 예컨대, 주기가 100nm인 양극 산화 알루미나의 경우, 화성 전압은 30 내지 60V가 바람직하다. 소정의 주기에 맞은 화성 전압을 걸지 않는 경우, 규칙성이 저하되는 경향이 있다.

전해액의 온도는, 60℃ 이하가 바람직하고, 45℃ 이하가 보다 바람직하다. 전해액의 온도가 60℃를 초과하면, 이른바 「야케」라는 현상이 일어나, 세공이 붕괴되거나, 표면이 녹아 세공의 규칙성이 흐트러지거나 하는 경우가 있다.

황산을 전해액으로서 이용하는 경우:

황산의 농도는 0.7M 이하가 바람직하다. 황산의 농도가 0.7M을 초과하면, 전류값이 높아져 정전압을 유지할 수 없게 되는 경우가 있다.

어떤 소정의 주기로 규칙성이 높은 세공을 갖는 양극 산화 알루미나를 얻기 위해서는, 소정의 주기에 맞은 화성 전압을 걸 필요가 있다. 예컨대, 주기가 63nm인 양극 산화 알루미나의 경우, 화성 전압은 25 내지 30V가 바람직하다. 소정의 주기에 맞은 화성 전압을 걸지 않는 경우, 규칙성이 저하되는 경향이 있다.

전해액의 온도는, 30℃ 이하가 바람직하고, 20℃ 이하가 보다 바람직하다. 전해액의 온도가 30℃를 초과하면, 이른바 「야케」라는 현상이 일어나, 세공이 붕괴되거나, 표면이 녹아 세공의 규칙성이 흐트러지거나 하는 경우가 있다.

그리고, 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 세공(161)을 갖는 산화 피막(162)을 형성한 후는, 본 발명의 전해 처리 장치(11)를 이용하여 양극 산화시키는 것에 의해 복수의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나를 형성하는 공정(양극 산화 처리)과, 상기 세공의 직경을 확대시키는 공정(세공 직경 확대 처리)을 반복함으로써 롤 형상 몰드가 제조된다.

양극 산화 처리 공정과, 세공 직경 확대 처리를 반복하는 경우는, 우선, 도 6(c)에 나타낸 바와 같이, 산화 피막(162)을 일단 제거한다. 여기서, 이것을 양극 산화의 세공 발생점(163)으로 함으로써 세공의 규칙성을 향상할 수 있다.

산화 피막을 제거하는 방법으로서는, 알루미늄을 용해하지 않고, 산화 피막을 선택적으로 용해하는 용액에 용해시켜 제거하는 방법을 들 수 있다. 이러한 용액으로서는, 예컨대, 크로뮴산/인산 혼합액 등을 들 수 있다.

그리고, 산화 피막을 제거한 기재(1A)를 재차 양극 산화시키면, 도 6(d)에 나타낸 바와 같이, 원주 형상의 세공(161)을 갖는 산화 피막(162)이 형성된다.

양극 산화는, 전술한 전해 처리 장치(11)를 이용하여 행한다. 조건은, 도 6(b)에 나타낸 산화 피막(162)을 형성했을 때와 마찬가지 조건이면 좋다. 양극 산화의 시간을 길게 할수록 깊은 세공을 얻을 수 있다.

그리고, 도 6(e)에 나타낸 바와 같이, 세공(161)의 직경을 확대시키는 처리를 행한다. 세공 직경 확대 처리는, 산화 피막을 용해하는 용액에 침지하여 양극 산화로 수득된 세공의 직경을 확대시키는 처리이다. 이러한 용액으로서는, 예컨대, 5질량% 정도의 인산 수용액 등을 들 수 있다.

세공 직경 확대 처리의 시간을 길게 할수록 세공 직경은 커진다.

그리고, 재차 양극 산화되면, 도 6(f)에 나타낸 바와 같이, 원주 형상의 세공(161)의 저부로부터 아래로 연장되는, 직경이 작은 원주 형상의 세공(161)이 추가로 형성된다.

양극 산화는, 전술한 전해 처리 장치(11)를 이용하여 행한다. 조건은, 전술한 것과 마찬가지 조건이면 좋다. 양극 산화의 시간을 길게 할수록 깊은 세공을 얻을 수 있다.

그리고, 전술한 것과 같은 세공 직경 확대 처리와, 양극 산화 처리를 반복하면, 직경이 개구부에서 깊이 방향으로 연속적으로 감소하는 형상의 세공(161)을 갖는 양극 산화 알루미나(알루미늄의 다공질의 산화 피막(Alumite))가 형성된, 도 6(g)에 나타내는 것 같은 롤 형상 몰드(160)가 얻어진다. 최후는 세공 직경 확대 처리로 끝나는 것이 바람직하다.

반복 회수는, 합계로 3회 이상이 바람직하고, 5회 이상이 보다 바람직하다. 반복 회수가 2회 이하에서는, 비연속적으로 세공의 직경이 감소하기 때문에, 이러한 세공을 전사하여 제조되어 광학 필름의 반사율 저감 효과는 불충분하다.

세공(161)의 형상으로서는, 대략 원추 형상, 각추 형상 등을 들 수 있다. 세공(161) 사이의 평균 주기는, 가시 광선의 파장 이하, 즉 400nm 이하이다. 세공(161) 사이의 평균 주기는, 25nm 이상이 바람직하다.

세공(161)의 어스펙트 비(세공의 깊이/세공의 개구부의 폭)는, 1.5 이상이 바람직하고, 2.0 이상이 보다 바람직하다.

세공(161)의 깊이는, 100 내지 500nm이 바람직하고, 150 내지 400nm이 보다 바람직하다. 도 6에 나타내는 것 같은 세공(161)을 전사하여 제조된 광학 필름의 표면은, 이른바 모스 아이(moth eye) 구조가 된다.

이상에 기재한 본 실시 형태에 따른 전해 처리 장치(11)에서는, 기재(1A)로서 롤 형상의 알루미늄 기재를 처리조 본체(111)의 전해액(1L) 중에서 양극 산화될 때에, 전해액(1L)을 처리조 본체(111)의 한쪽의 측면 상방으로부터 공급하고, 다른 쪽의 측면의 상부로부터 배출한다. 이때, 처리조 본체(111)의 저부의 내면이 원호 형상으로 만곡되어 있기 때문에, 전해액(1L)이 체류하지 않고 자연스럽게 오버플로우부로 이동할 수 있다. 따라서, 전해액이나 기재 표면의 온도 불균일이 억제되기 때문에, 기재(1A)의 외주면 전체에 걸쳐 거의 균일하게 양극 산화가 행해지고, 그 결과, 세공의 깊이의 편차가 억제된 롤 형상의 몰드를 제조할 수 있다.

특히, 기재(1A) 의 중심축을 회전축으로 하여 기재(1A)를 회전시키면, 기재의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 얼룩이 억제되기 때문에, 보다 균일하게 기재(1A)를 양극 산화시킬 수 있고, 세공의 깊이의 편차가 보다 억제된 롤 형상의 몰드를 제조할 수 있다.

또한, 기재(1A)의 외주면과 처리조 본체의 저부의 내면 사이에 특정한 크기의 공극이 형성되도록 기재(1A)를 처리조 본체(111) 내에 설치하면, 기재(1A)와 처리조 본체(111) 사이에 위치하는 전해액(1L)이 완충재의 역할을 충분히 다할 수 있다. 그 결과, 양극 산화 시의 발열에 의해 처리조 본체(111)가 가열되어도, 기재(1A)가 처리조 본체(111)에 의해서 직접 따뜻하게 되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 기재의 외주면의 온도 불균일을 보다 효과적으로 방지할 수 있고, 깊이의 편차가 보다 억제된 롤 형상의 몰드를 제조할 수 있다.

롤 형상 몰드(160)의 외주면은, 피전사체와의 분리가 용이하게 되도록, 이형제로 처리되어 있어도 좋다. 이형제로서는, 실리콘 수지, 불소 수지, 불소 화합물 등을 들 수 있고, 이형성이 우수하다는 점, 롤 형상 몰드(160)와의 밀착성이 우수하다는 점에서, 가수 분해성 실릴기를 갖는 불소 화합물이 바람직하다. 불소 화합물의 시판품으로서는 플루오로알킬실레인, 다이킨공업사제의 「오프쓰루」 시리즈를 들 수 있다.

도 10은 본 실시 형태에 따른 양극 산화 처리 장치(210)의 측단면도이다. 도 11은 도 10의 2A-2A 선 단면도이다.

도 10에 나타낸 바와 같이 양극 산화 처리 장치(210)는, 전해액으로 채워진 양극 산화조(211)와, 양극 산화조(211)의 주위를 둘러싸고 양극 산화조(211)로부터 오버플로우한 전해액을 받기 위한 외조(212)와, 전해액을 일단 저류하는 저류조(225)와, 외조(212)로 받은 전해액을 저류조(225)로 유하시키는 유하 유로(229)를 구비하고 있다. 양극 산화조(211)에는 롤 형상의 알루미늄 기재(220)가 수용되어 전해액에 침지되어 있다.

알루미늄 기재(220)보다도 하측의 양극 산화조(211)의 저부에는 공급구(218)가 형성되고, 양극 산화 처리 장치(210)는 또한, 저류조(225)의 전해액을 양극 산화층(211)으로 반송하는 반송 유로(228)와, 반송 유로(228)의 도중에 설치된 펌프(227)와, 공급구(218)로부터 토출된 전해액의 흐름을 조정하는 정류판(217)을 구비하고 있다.

저류조(225)에는 전해액의 온도 조절 수단(226)이 설치되고, 저류조(225) 내에서 조온된 전해액은, 펌프(227)에 의해서 반송 유로(228)를 통하여 양극 산화조(211)로 향하는 흐름이 형성됨과 함께, 공급구(218)로부터 힘이 붙어 토출된다. 이에 의해서, 양극 산화조(211)의 저부로부터 상부로 상승하는 전해액의 흐름이 형성된다. 한편, 저류조(225)에 설치된 온도 조절 수단(226)으로서는, 물, 오일 등을 열매로 한 열 교환기, 전기 히터 등을 들 수 있다.

정류판(217)은, 공급구(218)로부터 토출된 전해액이 양극 산화조(211)의 저부 전체로부터 거의 균일하게 상승하도록 전해액의 흐름을 조정하는, 복수의 관통 구멍이 형성된 판 형상 부재이다. 정류판(217)은, 표면(면 방향)이 대략 수평이 되도록 알루미늄 기재(220)와 공급구(218) 사이에 배치되어 있다. 또한, 도 11에 나타내는 2장의 음극판(221)은, 알루미늄 기재(220)의 중심축에 대하여 평행하게 배치되고, 또한 알루미늄 기재(220)를 수평 방향으로부터 끼우도록 알루미늄 기재(220)로부터 간극을 두고 대향 배치된 금속판이다.

도 10을 참조하면, 양극 산화조(211)에서 서로 마주 향하는 측벽(211A, 211B)의 하부측에는, 수평 방향으로 축 방향을 따라 알루미늄 기재(220)를 지지하는 지지축(215)이 설치되어 있다. 지지축(215)은, 도 11에 나타낸 바와 같이 측벽(211A, 211B)에 각각 수평 방향으로 나란히 세워 한 쌍 설치되고, 각 지지축(215)은 측벽(211A, 211B)을 관통하고, 이들 측벽(211A, 211B)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

각 지지축(215)의 양극 산화조(211) 내의 단부에는, O 링 등의 수지 재료로 이루어지는 원통 형상의 탄성 부재(216)가 삽통하여 설치되고, 알루미늄 기재(220)는, 그 양단부 외주면을 각 탄성 부재(216) 상에 재치되도록 하여, 지지축(215) 상에 지지되어 있다. 각 지지축(215)은, 예컨대 모터 등의 회전 구동부(도시 생략)와 접속되어 있고, 이 회전 구동부에 의해서 각 지지축(215)이 동일 방향으로 회전되는 것으로, 이 양극 산화 처리 장치(210)에서는 탄성 부재(216)와 접촉한 알루미늄 기재(220)가 회전하도록 되어 있다.

측벽(211A, 211B)에서 지지축(215)의 상방에는, 수평 방향으로 축 방향을 따르게 한 통전용 샤프트(214)가 관통하여 설치되고, 이 통전용 샤프트(214)는 외조(212)도 관통하여 외측에 노출된다. 통전용 샤프트(214)는 도전성을 갖는 재료로 이루어지고, 측벽(211A, 211B) 각각 회전 가능하게 지지되어 있다. 한편, 통전용 샤프트(214)는 전체가 도전성을 갖는 재료로 이루어져 있지 않아도 좋고, 후술하는 통전 부재(213)를 통해서 알루미늄 기재(220)에 전류를 인가 가능하게 되어 있으면 좋다. 구체적으로는, 통전용 샤프트(214)의 외부가 절연 물질에 의해 코팅된 구성이어도 좋고, 측벽(211A 및 211B)에 접촉하는 부위에 내마모성이 우수한 코팅 등이 실시되어도 상관없다.

각 통전용 샤프트(214)의 양극 산화조(211) 내의 단부에는, 원반 형상의 통전 부재(213)가 일체로 설치되어 있다. 통전 부재(213)는, 양극이 되는 중공 원주 형상의 알루미늄 기재(220)의 양단면에 면 접촉한다. 여기서, 알루미늄 기재(220)를 끼워 대향 배치된 2장의 음극판(221)과, 통전용 샤프트(214)에는, 전원(224)이 전기적으로 접속되어, 전류가 인가 가능하게 되어 있다.

통전 부재(213)는, 통전 샤프트(214) 또는 알루미늄 기재(220)의 축 방향에 에어 실린더 등의 진퇴 운동을 행하는 구동부(도시 생략)에 의해서, 진퇴 운동을 할 수 있도록 설치되어 있다. 알루미늄 기재(220)를 지지축(215)에 설치한 후, 알루미늄 기재(220)의 축 방향의 양측으로부터, 통전 부재(213)를 알루미늄 기재(220)의 양단면으로 접촉시키는 것으로 통전 가능해진다. 한편, 도 10에 나타낸 예에서는, 알루미늄 기재(220)의 양단면에 통전 부재(213)를 설치했지만, 통전 부재(213)를 알루미늄 기재(220)의 한쪽의 단면에만 설치하고, 다른 쪽을 억제 부재로 하여도 좋다. 또한, 통전 부재(213)는, 엄밀히 알루미늄 기재(220)의 단면에서, 알루미늄 기재와 접촉할 필요는 없고, 알루미늄 기재(220)의 내주면 등 다른 위치에서 알루미늄 기재(220)와 접촉하는 구성이어도 상관없다.

통전 샤프트(214)는 양극 산화조(211) 및 외조(212)를 관통하여 진퇴 운동을 행하기 때문에, 통전 샤프트(214)와 양극 산화조(211) 및 외조(212) 사이에는, 통전 샤프트(214)를 회전 가능하고 축 쪽으로 이동 가능하게 지지하는 미끄럼 베어링(219)이 설치되어 있다.

알루미늄 기재(220)의 양단부의 내경측 각부는 모서리를 깎고, 알루미늄 기재(220)의 양단면의 일부에는, 테이퍼 면(220A)이 형성되는 한편, 통전 부재(213)의 외경측 각부는 모서리를 깎고, 테이퍼 면(220A)에 면 접촉하는 테이퍼 면(213A)이 형성되고, 양자의 경사는 동일 구배가 설정되어 있는 것이 바람직하다. 알루미늄 기재(220)의 테이퍼 면(220A)과, 통전 부재(213)의 테이퍼 면(213A)을 면 접촉시키는 것에 의해, 양자는 전기적으로 긴밀하게 접촉할 수 있고, 또한 알루미늄 기재(220) 또는 통전 부재(213) 측이 회전한 경우에, 접촉시킨 저항에 의해 회전을 전달할 수 있어, 동기시켜 회전시키는 것을 할 수 있다.

이 때문에, 접촉 면적이 크고, 또한 회전했을 때의 미끄러짐의 영향이나 마모의 영향도 없기 때문에, 안정된 전류 공급이 가능해진다.

알루미늄 기재(220) 및 통전 부재(213)의 테이퍼 각도에 관해서는, 축 방향(0°)에 대하여 15 내지 45°가 바람직하고, 22.5 내지 37.5°가 보다 바람직하다. 테이퍼 각도가 작으면 접촉시켰을 때에 접촉면의 저항이 크게 구속되어 버리는 경우가 있어, 알루미늄 기재(220)가 변형해 버릴 우려가 있다. 또한, 테이퍼 각도가 크면 접촉시켜 회전시킬 때에 접촉면에서 미끄러짐이 발생하기 쉬워지기 때문이다.

또한, 알루미늄 기재(220) 및 통전 부재(213)의 테이퍼 면(220A, 213A)의 표면 조도는 Ra 3.2 이하의 마무리 면이 바람직하고, Ra 1.6 이하의 정밀한 마무리 면이 보다 바람직하다. 테이퍼 면의 표면 조도가 거친 경우, 알루미늄 기재(220)와 통전 부재(213)를 접촉시켰을 때에, 접촉부의 일부에서 들뜸이 발생하여, 긴밀한 접촉을 할 수 없게 되거나, 통전 부재(213)의 테이퍼 면(213A)이 들떠 있는 개소에서 양극 산화 알루미나가 형성되어 버리기 때문에, 안정된 전류 공급에 영향을 미쳐 버리기 때문이다.

또한, 통전 부재(213)가 접속된 통전 샤프트(214)는, 알루미늄 기재(220)와 동기되어 회전하기 때문에, 통전 샤프트(214)와 전원(224)은 회전 급전 가능한 커넥터(도시 생략)로 전기적으로 접촉(접속)되어 있다. 회전 급전 가능한 커넥터로서 로터리 커넥터, 슬립 링 등이 있지만, 로터리 커넥터가 회전 시의 전류 안정성이 좋아 바람직하다. 또한, 통전 부재(213)를 알루미늄 기재(220)의 일단면에만 면 접촉시켜, 통전을 행하도록 하여도 좋다.

한편, 통전 부재(213)와 알루미늄 기재(220)를 동기시켜 회전시키는 수단으로서는, 지지축(215)이 아니고, 회전 부재(213)에 접속된 통전 부재(214)가 회전 구동원으로 되어 있어도 좋다. 그 경우, 지지축(215)은 상기에서 설명한 회전 구동부에 접속하지 않고, 알루미늄 기재(220)와 동기되어 회전할 수 있을 것 같은 구조로 되어 있으면 좋다. 또한, 이 실시 형태에서는, 알루미늄 기재(220)의 양단부의 내경측 각부를 모서리를 깎아 테이퍼 면(220A)을 형성하고, 통전 부재(213)의 외경측 각부를 모서리를 깎아 테이퍼 면(213A)을 형성했지만, 알루미늄 기재(220)의 양단부의 외경측 각부를 모서리를 깎고, 통전 부재(213)의 내경측 각부를 모서리를 깎아 테이퍼 면을 형성하여도 좋다. 또한, 통전 부재(213)는, 전술했지만, 전체가 도전성을 갖는 재료로 구성되어 있을 필요는 없고, 알루미늄 기재(220)와 통전용 샤프트(214)를 전기적으로 접속 가능한 구성으로 되어 있으면 좋다. 구체적으로는, 통전 부재의 테이퍼 면(220A)과, 통전용 샤프트(214)를 전기적으로 접속하는 부분 이외가 절연 물질에 의해 코팅된 구성이어도 상관없다. 또한, 테이퍼 부(213A)에 관해서도, 안정적으로 알루미늄 기재(220)와 통전 부재(213)를 전기적으로 접속 가능하면, 그 표면의 일부가 도전성 물질 이외로 이루어져도 상관없다.

또한, 각각의 통전 부재(213)에 형성되는 테이퍼 면(213A)은, 동일한 형상일 필요는 없고, 다른 형상이어도 상관없다. 또한, 테이퍼 면(213A)은, 통전 부재(213)의 적어도 한쪽에 형성되는 구성에 맞아도 상관없다.

이 양극 산화 처리 장치(210)를 이용한 알루미늄 기재(220)의 양극 산화는, 하기와 같이 행한다.

알루미늄 기재(220)를 지지축(215) 상에 설치한다. 그 후, 전후 이동을 행하는 상기 구동부(도시 생략)를 이용하여 통전 샤프트(214)를 양측에서 동시에 움직여서, 통전 부재(213)를 알루미늄 기재(220)에 접촉시킨다. 한편, 통전 부재(213)에 알루미늄 기재(220)를 접촉시키고 나서 전해액을 양극 산화층(211)에 가하여도 좋고, 양극 산화층(211)에 전해액이 들어가 있는 상태에서, 통전 부재(213)를 알루미늄 기재(220)에 접촉시켜도 상관없다. 통전 부재(213)와 알루미늄 기재(220)가 접촉한 상태에서 상기 회전 구동부(도시 생략)를 구동시켜, 지지축(215)을 회전시켜 알루미늄 기재(220)를 회전시킨다.

알루미늄 기재(220)를 회전시키면서 통전 샤프트(214), 통전 부재(213)를 통해서 알루미늄 기재(220)와 음극판(221)에 전압을 인가하여, 알루미늄 기재(220)의 양극 산화를 행한다.

알루미늄 기재(220)에 통전 부재(213)를 접촉시킬 때, 접촉시키기 위한 누르기 압력은 0.2MPa 이상이 바람직하다. 회전 시에 접촉시킨 테이퍼 면에서 미끄러짐이 발생하거나, 긴밀히 접촉하여 끊어져 있지 않기 때문에 안정된 전류 공급에 영향이 있다. 그러나, 누르기 압력이 너무나 크면 알루미늄 기재(220)의 변형의 원인이 되거나, 회전이 전달될 수 없어 멈추거나 하는 경우도 있기 때문에, 워크 형상과 회전 구동원의 수단에 의해 적절히 선택을 행할 필요가 있다.

알루미늄 기재(220)의 양극 산화를 행하는 사이에는, 알루미늄 기재(220)를 회전시키면서, 양극 산화조(211)로부터 전해액의 일부를 배출하면서, 양극 산화조(211)에 동량의 전해액을 공급한다. 구체적으로는, 양극 산화조(211)로부터 전해액을 오버플로우시키고, 오버플로우한 전해액을 저류조(225)로 유하시키고, 전해액의 온도를 저류조(225)에서 조절한 후, 상기 전해액을, 알루미늄 기재(220)보다도 하측에 설치된 공급구(218)로부터 양극 산화조(211) 내로 반송시킨다.

이때, 펌프(227)에 의해서 공급구(218)로부터 힘이 붙어 전해액을 토출시키고, 추가로 정류판(217)에 의해서 공급구(218)로부터 토출된 전해액이 양극 산화조(211)의 저부 전체로부터 거의 균일하게 상승하도록 전해액의 흐름을 조정함으로써, 양극 산화조(211)의 저부에서 상부로 상승하는 전해액의 거의 균일한 흐름이 형성된다.

양극 산화조(211)로의 전해액의 공급량(공급구(218)로부터의 전해액의 토출량)은, 양극 산화조(211)의 용적에 대하여, 순환 회수가 3분간에 1회 이상이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 양극 산화조(211)는 빈번한 액 갱신을 행할 수 있고, 제열, 발생한 수소 제거를 효율 좋게 행할 수 있다. 구체적으로는, 조 용량이 107L인 때, 공급 유량을 36L/분 정도로 하는 것이 바람직하다.

알루미늄 기재(220)의 주속은, 0.1m/분 이상이 바람직하다. 알루미늄 기재(220)의 주속이 0.1m/분 이상이면, 알루미늄 기재(220)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 충분히 억제된다. 구동 장치의 능력의 점에서, 알루미늄 기재(220)의 주속은 25.1m/분 이하가 바람직하다.

전술한 바와 같이 하여 알루미늄 기재(220)를 양극 산화시켜, 복수의 세공을 갖는 산화 피막이 형성되는 공정은, 상기 도 6에 나타내는 것과 같이 기재(1A)를 양극 산화시켜 롤 형상 몰드(160)를 형성하는 공정과 동일하게 행해진다.

이상에 기재한 본 실시 형태에 따른 양극 산화 처리 장치(210)에서는, 롤 형상의 알루미늄 기재(220)를 양극 산화조(211)의 전해액 중에서 양극 산화될 때에, 알루미늄 기재(220)의 중심축을 회전축으로 하여 알루미늄 기재(220)를 회전시키고 있기 때문에, 알루미늄 기재(220)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 억제되고, 알루미늄 기재(220)의 외주면 전체에 걸쳐 거의 균일하게 양극 산화가 행해지며, 그 결과, 세공의 깊이의 편차가 억제된 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

그리고, 알루미늄 기재(220)와 통전 부재(213)를 면 접촉시킨 상태에서 알루미늄 기재(220)와 통전 부재(213)를 동기시켜 회전시키면서, 알루미늄 기재(220)에 급전을 행하도록 했기 때문에, 접촉 면적이 크고, 회전했을 때의 미끄러짐의 영향이나 마모의 영향도 없기 때문에 통전 불량을 억제할 수 있고, 롤 형상 몰드의 수율의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

본 발명의 하나의 태양인 임프린트용 롤 형상 몰드(본 명세서에서는, 단지 롤 형상 몰드라고도 기재한다.)의 제조 방법은, 롤 형상의 알루미늄 기재의 외주면에, 복수의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나(알루미늄의 다공질의 산화 피막(Alumite))이 형성된 롤 형상 몰드를 제조하는 방법으로서, 알루미늄 기재를 양극 산화조의 전해액 중에서 양극 산화될 때에, 알루미늄 기재의 중심축을 회전축으로 하여 알루미늄 기재를 회전시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 롤 형상 몰드의 제조 방법의 일례에 대하여 구체적으로 설명한다.

롤 형상 몰드의 제조 방법으로서는, 예컨대, 하기의 공정 (a) 내지 (f)를 갖는 방법을 들 수 있다.

(a) 중공 원주 형상의 알루미늄 기재를 전해액 중, 정전압 하에서 양극 산화시켜, 외주면에 산화 피막을 형성하는 공정.

(b) 산화 피막을 제거하여, 양극 산화의 세공 발생점을 형성하는 공정.

(c) 상기 공정 (b) 후, 전해액 중, 재차 양극 산화시켜, 세공 발생점에 세공을 갖는 산화 피막을 형성하는 공정.

(d) 상기 공정 (c) 후, 세공의 직경을 확대시키는 공정.

(e) 상기 공정 (d) 후, 전해액 중, 재차 양극 산화시키는 공정.

(f) 상기 공정 (d)와 공정 (e)를 반복 행하는 공정.

(공정 (a))

도 15는, 양극 산화 처리 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.

양극 산화 처리 장치(310)는, 전해액으로 채워진 양극 산화조(312)와, 양극 산화조(312)의 상부를 덮고, 양극 산화조(312)로부터 오버플로우한 전해액을 받기 위한 홈통부(314)가 주연(周緣)에 형성된 상부 커버(316)와, 전해액을 일단 저류하는 저류조(318)와, 홈통부(314)에서 받은 전해액을 저류조(318)로 유하시키는 유하 유로(320)와, 저류조(318)의 전해액을, 알루미늄 기재(330)보다도 하측의, 양극 산화조(312)의 저부 근방에 형성된 공급구(322)로 반송하는 반송 유로(324)와, 반송 유로(324)의 도중에 설치된 펌프(326)와, 공급구(322)로부터 토출된 전해액의 흐름을 조정하는 정류판(328)과, 양극이 되는 중공 원주 형상의 알루미늄 기재(330)에 삽입되어 중심축(332)이 수평으로 유지된 축심(334)과, 축심(334)의 중심축(332)(즉, 알루미늄 기재(330)에 중심축)을 회전축으로 하여 축심(334) 및 알루미늄 기재(330)를 회전시키는 구동 장치(도시 생략)와, 알루미늄 기재(330)를 끼워 대향 배치된 2장의 음극판(336)과, 축심(334)의 중심축(332) 및 2장의 음극판(336)에 전기적으로 접속된 전원(338)과, 저류조(318)의 전해액의 온도를 조절하는 온도 조절 수단(340)을 갖는다.

펌프(326)는, 저류조(318)로부터 반송 유로(324)를 통해 양극 산화조(312)로 향하는 전해액의 흐름을 형성함과 함께, 공급구(322)로부터 힘이 붙어 전해액을 토출시킴으로써, 양극 산화조(312)의 저부로부터 상부로 상승하는 전해액의 흐름을 형성하는 것이다.

정류판(328)은, 공급구(322)로부터 토출된 전해액이 양극 산화조(312)의 저부 전체로부터 거의 균일하게 상승하도록 전해액의 흐름을 조정하는, 복수의 관통 구멍이 형성된 판 형상 부재이며, 표면이 대략 수평이 되도록 알루미늄 기재(330)와 공급구(322) 사이에 배치된다.

구동 장치(도시 생략)는, 링 형상의 체인, 또는 기어 등의 부재(도시 생략)에 의해서 축심(334)의 중심축(332)에 접속된 모터 등이다.

2장의 음극판(336)은, 알루미늄 기재(330)의 중심축에 대하여 평행하게 배치되고, 또한 알루미늄 기재(330)를 수평 방향에서 끼우도록, 알루미늄 기재(330)로부터 간극을 두고 대향 배치된 금속판이다.

온도 조절 수단(340)으로서는, 물, 오일 등을 열매로 한 열 교환기, 전기 히터 등을 들 수 있다.

양극 산화 처리 장치(310)를 이용한 알루미늄 기재(330)의 양극 산화는, 예컨대, 하기와 같이 행한다.

알루미늄 기재(330)를 양극 산화조(312)의 전해액에 침지시킨 상태에서, 구동 장치(도시 생략)를 구동시키고, 축심(334)의 중심축(332)(즉, 알루미늄 기재(330)에 중심축)을 회전축으로 하여 축심(334) 및 알루미늄 기재(330)를 회전시킨다.

알루미늄 기재(330)를 회전시키면서, 알루미늄 기재(330)와 음극판(336) 사이에 전압을 인가하여, 알루미늄 기재(330)의 양극 산화를 행한다.

알루미늄 기재(330)의 양극 산화를 행하는 사이, 알루미늄 기재(330)를 회전시키면서, 양극 산화조(312)로부터 전해액의 일부를 배출하면서, 양극 산화조(312)에 동량의 전해액을 공급한다. 구체적으로는, 양극 산화조(312)로부터 전해액을 오버플로우시키고, 오버플로우한 전해액을 저류조(318)로 유하시키고, 전해액의 온도를 저류조(318)에서 조절한 후, 상기 전해액을, 알루미늄 기재(330)보다도 하측에 설치된 공급구(322)로부터 양극 산화조(312) 내로 반송한다. 이때, 펌프(326)에 의해서 공급구(322)로부터 힘이 붙어 전해액을 토출시키고, 추가로 정류판(328)에 의해서 공급구(322)로부터 토출된 전해액이 양극 산화조(312)의 저부 전체로부터 거의 균일하게 상승하도록 전해액의 흐름을 조정함으로써, 양극 산화조(312)의 저부에서 상부로 상승하는 전해액의 거의 균일한 흐름이 형성된다.

양극 산화조(312)로의 전해액의 공급량(공급구(322)로부터의 전해액의 토출량)은, 양극 산화조(312)의 용적에 대하여, 순환 회수가 3분간에 1회 이상이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 양극 산화조(312)는 빈번한 액 갱신을 행할 수 있고, 제열, 발생한 수소 제거를 효율 좋게 행할 수 있다. 예컨대, 조 용량이 105L인 때, 35L/분 이상이 바람직하고, 41L/분 이상이 보다 바람직하다. 전해액의 공급량이 41L/분 이상이면, 양극 산화조(312) 전체에 전해액이 충분한 흐름이 생긴다. 펌프(326)의 능력의 점에서, 전해액의 공급량은, 60L/분 이하가 바람직하고, 55L/분 이하가 보다 바람직하다.

알루미늄 기재(330)의 주속은 0.1m/분 이상이 바람직하다. 알루미늄 기재(330)의 주속이 0.1m/분 이상이면, 알루미늄 기재(330)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 충분히 억제된다. 구동 장치의 능력의 점에서, 알루미늄 기재(330)의 주속은 25.1m/분 이하가 바람직하다.

전술한 바와 같게 하여 알루미늄 기재(330)를 양극 산화시켜, 복수의 세공을 갖는 산화 피막을 형성하는 공정은, 상기 도 6에 나타낸 것 같이 기재(1A)를 양극 산화시켜 롤 형상 몰드(160)를 형성하는 공정과 동일하게 행해진다.

이상 설명한 본 발명의 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법에서는, 롤 형상의 알루미늄 기재(330)를 양극 산화조(312)의 전해액 중에서 양극 산화시킬 때에, 알루미늄 기재(330)의 중심축을 회전축으로 하여 알루미늄 기재(330)를 회전시키고 있기 때문에, 알루미늄 기재(330)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 억제되고, 알루미늄 기재(330)의 외주면 전체에 걸쳐 거의 균일하게 양극 산화가 행해진다. 그 결과, 세공의 깊이의 편차가 억제된 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

또한, 양극 산화조(312)로부터 전해액의 일부를 배출하면서, 양극 산화조(312)에 동량의 전해액을 공급하고 있기 때문에, 양극 산화조(312) 내에 전해액의 흐름이 생겨, 알루미늄 기재(330)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 더욱 억제된다. 그 결과, 세공의 깊이의 편차가 더욱 억제된 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

또한, 양극 산화조(312)로부터 전해액을 오버플로우시키고, 오버플로우한 전해액을 알루미늄 기재(330)보다도 하측에 설치된 공급구(322)로부터 양극 산화조(312) 내로 반송하면, 양극 산화조(312)의 저부로부터 상부로 상승하는 전해액의 흐름이 생겨, 알루미늄 기재(330)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 더욱 억제된다. 그 결과, 세공의 깊이의 편차가 더욱 억제된 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

또한, 2장의 음극판(336)을, 알루미늄 기재(330)의 중심축에 대하여 대략 평행하게, 또한 알루미늄 기재(330)를 수평 방향으로 끼우도록, 알루미늄 기재(330)로부터 간극을 두고 대향 배치하고 있기 때문에, 음극판(336)이 양극 산화조(312) 내에 생긴 전해액의 흐름을 방해하지 않는다. 그 결과, 알루미늄 기재(330)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 더욱 억제되어, 세공의 깊이의 편차가 더욱 억제된 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

<물품의 제조 방법>

본 발명의 물품의 제조 방법은, 본 발명의 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법으로 수득된 임프린트용 롤 형상 몰드의 외주면에 형성된 양극 산화 알루미나의 복수의 세공을, 임프린트법에 의해서 피전사체에 전사하여, 상기 세공이 반전된 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 얻는 방법이다.

임프린트법으로서는, 후술하는 광 임프린트법, 또는, 열가소성 수지로 이루어지는 피전사체에 가열된 롤 형상 몰드를 바짝 대어 양극 산화 알루미나의 복수의 세공을 피전사체에 전사하는 열 임프린트법을 들 수 있고, 설비면 및 생산성 등의 점에서, 광 임프린트법이 바람직하다.

이하, 광 임프린트법에 의한 물품의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

광 임프린트법에 의한 물품의 제조 방법으로서는, 예컨대, 하기의 공정 (I) 내지 (III)을 갖는 방법을 들 수 있다.

(I) 기재 필름을, 회전하는 롤 형상 몰드의 표면을 따라 이동시키면서, 기재 필름의 표면과 롤 형상 몰드의 표면 사이에 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 협지시키는 공정.

(II) 기재 필름의 표면과 롤 형상 몰드의 표면 사이에 협지된 활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 활성 에너지선을 조사하여, 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 경화시켜, 양극 산화 알루미나의 세공이 반전된 복수의 볼록부를 표면에 갖는 경화 수지층을 형성하는 공정.

(III) 경화 수지층과 함께 기재 필름을 롤 형상 몰드로부터 박리하는 공정.

기재 필름으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 아크릴 필름, 트라이아세틸셀룰로스 필름 등을 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물로서는, 예컨대, 일본 특허공개 제2009-174007호 공보(특허문헌 1)의 단락 [0046] 내지 [0055]에 기재된 활성 에너지선 경화성 조성물, 일본 특허공개 제2009-241351호 공보의 단락 [0052] 내지 [0094]에 기재된 활성 에너지선 경화성 수지 조성물 등을 들 수 있다.

광 임프린트법에 의해서 물품을 제조하는 경우, 예컨대, 도 16에 나타내는 제조 장치를 이용하여, 하기와 같이 하여 제조된다.

복수의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 외주면에 형성된 롤 형상 몰드와, 롤 형상 몰드의 표면을 따라 이동하는 띠 형태의 기재 필름(352) 사이에, 탱크(354)로부터 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)을 공급한다.

롤 형상 몰드와, 공기압 실린더(358)에 의해서 닙(nip) 압이 조정된 닙 롤(360) 사이에서, 기재 필름(352) 및 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)을 닙(nip)하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)을, 기재 필름(352)과 롤 형상 몰드(350) 사이에 균일하게 골고루 미치게 하게 하는 동시에, 롤 형상 몰드의 외주면의 세공 내에 충전한다.

롤 형상 몰드와 기재 필름(352) 사이에, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)이 끼워진 상태에서, 롤 형상 몰드의 아래쪽으로 설치된 활성 에너지선 조사 장치(362)를 이용하여, 기재 필름(352) 측에서 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)에 활성 에너지선을 조사하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)을 경화시킴으로써, 롤 형상 몰드의 외주면의 복수의 세공이 전사된 경화 수지층(364)을 형성한다.

박리 롤(366)에 의해서, 경화 수지층(364)이 표면에 형성된 기재 필름(352)을 롤 형상 몰드로부터 박리함으로써, 물품(368)을 얻는다.

활성 에너지선 조사 장치(362)로서는, 고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프 등이 바람직하고, 이 경우의 광 조사 에너지량은, 100 내지 10000mJ/cm²가 바람직하다.

물품(368)으로서는, 광학 필름(반사 방지 필름 등) 등을 들 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 물품의 제조 방법에 있어서는, 본 발명의 임프린트용 롤 형상 몰드의 제조 방법으로 수득된, 세공의 깊이의 편차가 억제된 임프린트용 롤 형상 몰드를 이용하고 있기 때문에, 볼록부의 높이의 편차가 억제된, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 제조할 수 있다.

도 18은 본 실시 형태에 따른 양극 산화 처리 장치(410)의 단면도이다. 도 19는 도 18의 4A-4A 선 단면도이다. 도 20은, 도 19에 나타내는 부재의 상세를 설명하는 요부 단면도이다.

도 18에 나타낸 바와 같이 양극 산화 처리 장치(410)는, 전해액으로 채워진 양극 산화조(412)와, 양극 산화조(412)의 상부를 덮고, 양극 산화조(412)로부터 오버플로우한 전해액을 받기 위한 홈통부(414)가 주연에 형성된 상부 커버(416)와, 전해액을 일단 저류하는 저류조(418)와, 홈통부(414)로 받은 전해액을 저류조(418)로 유하시키는 유하 유로(420)와, 저류조(418)의 전해액을 알루미늄 기재(430)보다도 하측의, 양극 산화조(412)의 저부 근방에 형성된 공급구(422)로 반송하는 반송 유로(424)와, 반송 유로(424)의 도중에 설치된 펌프(426)와, 공급구(422)로부터 토출된 전해액의 흐름을 조정하는 정류판(428)을 구비하고 있다.

도 19도 참조하면, 양극 산화 처리 장치(410)는, 양극이 되는 중공 원주 형상의 알루미늄 기재(430)의 양단의 개구(431A, 431B)에 각각 삽입된 원판 형상의 한 쌍의 회전 지그(432A, 432B)와, 이들 회전 지그(432A, 432B)를 각각 회전 가능하게 지지함과 함께, 이들 회전 지그(432A, 432B)를 통해서 알루미늄 기재(430)를 지지하는 한 쌍의 유지판(433A, 433B)(도 19 참조)과, 알루미늄 기재(430)를 끼워 대향 배치된 2장의 음극판(436)과, 알루미늄 기재(430) 및 2장의 음극판(436)에 전기적으로 접속된 전원(438)과, 저류조(418)의 전해액의 온도를 조절하는 온도 조절 수단(440)을 구비하고 있다.

펌프(426)는, 저류조(418)로부터 반송 유로(424)를 통하여 양극 산화조(412)로 향하는 전해액의 흐름을 형성함과 함께, 공급구(422)로부터 힘이 붙어 전해액을 토출시킴으로써, 양극 산화조(412)의 저부에서 상부로 상승하는 전해액의 흐름을 형성하는 것이다.

정류판(428)은, 공급구(422)로부터 토출된 전해액이 양극 산화조(412)의 저부 전체로부터 거의 균일하게 상승하도록 전해액의 흐름을 조정하는, 복수의 관통 구멍이 형성된 판 형상 부재이며, 표면이 대략 수평이 되도록 알루미늄 기재(430)와 공급구(422) 사이에 배치되어 있다.

2장의 음극판(436)은, 알루미늄 기재(430)의 중심축에 대하여 평행하게 배치되고, 또한 알루미늄 기재(430)를 수평 방향으로부터 끼우도록, 알루미늄 기재(430)로부터 간극을 두고 대향 배치된 금속판이다. 또한 저류조(418)에 설치된 온도 조절 수단(440)으로서는, 물, 오일 등을 열매로 한 열 교환기, 전기 히터 등을 들 수 있다.

도 19를 참조하면, 유지판(433A, 433B)은, 알루미늄 기재(430)를 축 방향(4C1)으로부터 끼우도록 간극을 두고 대향 배치된 금속판이며, 각각 알루미늄 기재(430)의 축 방향(4C1) 연장 상에, 회전 지그(432A, 432B)를 회전 가능하게 꼭 맞게 삽입시키는 개구인 베어링부(434A, 434B)를 갖고 있다. 베어링부(434A, 434B)의 내주면에, 수지 재료 또는 금속 재료로 이루어지는 드라이 베어링(435A, 435B)이 설치되고, 이들 드라이 베어링(435A, 435B)에 의해서 회전 지그(432A, 432B)는 유지판(433A, 433B)에 대하여 회전 가능하게 지지되어 있다.

서로 떨어진 유지판(433A, 433B)의 상부에는, 이들에 걸쳐 관통하는 복수의 바 부재(441)가 설치되어 있다(도 18도 참조). 유지판(433A, 433B)은, 이들 바 부재(441)로부터 수하(垂下)되도록 하여 서로 평행한 상태에서, 이들 바 부재(441)에 의해서 연결되어 있다.

도 20을 참조하면, 회전 지그(432A, 432B)는, 알루미늄 기재(430)의 개구(431A, 431B)에 꼭 맞고, 또는 경압입(輕壓入) 상태에서 삽입되어 있다. 동시에 알루미늄 기재(430)의 개구부 양단면에는 지수용 패킹(470)이 부착되고, 회전 지그(432A, 432B)는, 그 외직경 방향으로 돌출한 플랜지부(471A, 471B)에서 지수용 패킹(470)에 맞닿고, 알루미늄 기재(430)를 양단측에서 끼우도록 고정되어 있다. 이에 의해 알루미늄 기재(430)는 지수용 패킹(470)과 회전 지그(432A, 432B)에 의해 내부가 밀폐된 구조로 되어 있다. 한편, 밀폐하기 위한 지수 방법으로서는 패킹 이외에 O 링 등의 시일 부재여도 좋고, 또한, 알루미늄 기재(430)의 개구부 양단면 이외에, 삽입한 회전 지그(432A, 432B)의 주면 상에 패킹 등을 설치하는 것 등을 하여도 좋다.

알루미늄 기재(430)를 회전 지그(432A, 432B)에 끼우도록 고정함으로써, 알루미늄 기재(430)는 회전 지그(432A, 432B)에 대하여 주방향으로의 회전을 규제한 상태에서 회전 지그(432A, 432B)에 지지되고, 보다 상세하게는, 알루미늄 기재(430)는 회전 지그(432A, 432B)에 의해서, 그 축 방향(4C1)(도 19)이 수평 상태가 되도록 지지되어 있다. 즉, 알루미늄 기재(430)는, 회전 지그(432A, 432B)에 의해서 양극 산화조(412)의 저부와 평행 상태가 되도록 지지되어 있다.

도 19에서 지면 좌측에 위치하는 회전 지그(432A)의 회전 중심 영역에는, 알루미늄 기재(430)의 축 방향(4C1)에 관통하는 관통 구멍(442)이 형성되고, 관통 구멍(442)에는 도전성 재료로 이루어지는 봉 형상체의 통전 메인 바(443)가 관통한 상태에서, 관통 구멍(442)에 대하여 상대 회전 불능하게 삽입 유지되어 있다. 통전 메인 바(443)는, 회전 지그(432A)에 대하여 일체적으로 고정되어 있어, 회전 지그(432A)의 회전에 연동하여 회전한다. 도 20을 참조하면, 통전 메인 바(443)를 회전 지그(432A)에 고정할 때는, 관통 구멍(442)으로부터 전해액이 유입하지 않도록, O 링(472)을 설치하여 지수를 하고 있다. 관통 구멍으로부터의 전해액 유입은 없어져, 전술한 지수용 패킹(470)과 더불어 알루미늄 기재(430)의 내부는 완전히 밀폐 구조가 된다. O 링(472)은 회전 지그(432A)의 관통 구멍(442)의 주위에 형성된 홈(473)에 끼워 넣고, 통전 메인 바(443)에 형성된 플랜지(474)에 의해서 덮어지도록 하여 설치되어 있다. 통전 메인 바(443)의 회전 지그(432A)에 대한 고정 방법으로서는, 통전 메인 바(443)에 플랜지부를 형성하고, 볼트 체결하는 것 등과 같은 태양이 생각되지만, 그 외의 태양이어도 상관없다.

한편, 알루미늄 기재(430)를 밀폐 구조로 하는 이유로서는, 후술하는 촉자(448)와 같은 통전 부재를 전해액이 개재하는 중에서 알루미늄 기재(430)에 맞닿게 하여 통전시키면, 촉자(448)가 맞닿은 알루미늄 기재(430)의 접촉면에도 도전성이 나쁜 산화 피막이 형성되어 버려, 통전 상태에 영향을 미쳐 산화 피막 형성에 영향을 미칠 우려가 있기 때문이다.

또한, 밀폐 구조로 함으로써, 알루미늄 기재(430)의 내부로 전해액이 들어가는 것이 없어지고, 복수에 걸친 처리조를 경유할 때 등에 발생하는, 알루미늄 기재(430) 내부에 남은 전해액이 다른 처리조로 들어가는 것이 없어진다. 이에 의해, 처리조의 처리액의 성분이나 농도의 변화가 없어진다. 또한, 밀폐 구조로 함으로써, 양극 산화 처리조(412)의 전해액 사용량도 적어져, 폐액이나 전해액 비용 삭감으로 연결된다.

통전 메인 바(443)의 일단은 원추 형상으로 형성되고, 이 원추 형상 단부(444)는, 바 부재(441)로부터 수하된 급전 플랫 바(445)의 하단측에 형성되는 회전 받침부(446)에 맞닿아 있다. 회전 받침부(446)는 원추 형상의 오목부(447)를 갖고, 이 오목부(447)의 최하면에 원추 형상 단부(444)의 선단을 맞닿게 함과 함께, 오목부(447)의 측면 영역에 의해서 원추 형상 단부(444)의 주위를 둘러싸도록 하여 위치 규제하고 있다. 통전 메인 바(443)는, 급전 플랫 바(445) 및 회전 받침부(446)를 통해서 전원(438)(도 18)에 전기적으로 접속되어 있어, 전원(438)으로부터 전류를 공급된다. 한편, 원추 형상 단부(444)는 통전 메인 바(443)와 일체의 것이어도, 탈착 가능하게 부착되는 별개의 것이어도 상관없다.

통전 메인 바(443)의 다른 단측에는, 직경 방향으로 돌출하는 한 쌍의 도전성 재료로 이루어지는 통전 부재가 있는 촉자(448)가 일체적으로 통전 가능하게 고정되고, 촉자(448)는 알루미늄 기재(430)의 내주면에 통전 가능한 정도로 맞닿도록 치수 설정 및 형상 설정이 이루어져 있다. 이에 의해, 촉자(448)는 알루미늄 기재(430)에 맞닿게 하여, 알루미늄 기재(430)에 대하여 전류를 공급하는 것이 가능해져 있다. 보다 상세하게는, 촉자(448)는 알루미늄 기재(430) 측에 위치하는 선단측을 구부려져 있고, 이 구부려진 부위에 알루미늄 기재(430)의 내주면에 맞닿는 평탄한 맞닿음 면(448A)을 갖고, 여기로부터 알루미늄 기재(430)로 전류를 통전시키도록 되어 있다.

전술한 바와 같게 하여 구성된 양극 산화 처리 장치(410)에서는, 도시하지 않는 모터의 구동력을 전달하여 알루미늄 기재(430)를 회전시켰을 때에, 개구(431A) 측의 회전 지그(432A)는 회전 지그(432B)에 의해서 회전된 알루미늄 기재(430)에 연동하여 회전한다. 이 때문에, 회전 지그(432A)에 고정된 통전 메인 바(443)는 알루미늄 기재(430)의 내주면의 소정의 영역에 상시 맞닿아 통전 가능한 상태에서, 알루미늄 기재(430)와 동기(즉, 연동)되어 회전하도록 되어 있다.

이 양극 산화 처리 장치(410)를 이용한 알루미늄 기재(430)의 양극 산화는, 하기와 같이 행한다.

알루미늄 기재(430)를 양극 산화조(412)의 전해액에 침지시킨 상태에서, 모터(도시 생략)를 구동시켜, 회전 지그(432B)를 회전시키고, 알루미늄 기재(430)를 그 축 방향(4C1)을 회전 중심으로 하여 회전시킨다.

알루미늄 기재(430)를 회전시키면서, 급전 플랫 바(445), 회전 받침부(446),및 촉자(448)를 통해서 알루미늄 기재(430)와 음극판(436) 사이에 전압을 인가하여, 알루미늄 기재(430)의 양극 산화를 행한다.

알루미늄 기재(430)의 양극 산화를 하는 사이에, 알루미늄 기재(430)를 회전시키면서, 양극 산화조(412)로부터 전해액의 일부를 배출하면서, 양극 산화조(412)에 동량의 전해액을 공급한다. 구체적으로는, 양극 산화조(412)로부터 전해액을 오버플로우시키고, 오버플로우한 전해액을 저류조(418)로 유하시키고, 전해액의 온도를 저류조(418)에서 조절한 후, 상기 전해액을, 알루미늄 기재(430)보다도 하측에 설치된 공급구(422)로부터 양극 산화조(412) 내로 반송한다.

이때, 펌프(426)에 의해서 공급구(422)로부터 힘이 붙어 전해액을 토출시키고, 추가로 정류판(428)에 의해서 공급구(422)로부터 토출된 전해액이 양극 산화조(412)의 저부 전체로부터 거의 균일하게 상승하도록 전해액의 흐름을 조정함으로써, 양극 산화조(412)의 저부에서 상부로 상승하는 전해액의 거의 균일한 흐름이 형성된다.

양극 산화조(412)로의 전해액의 공급량(공급구(422)로부터의 전해액의 토출량)은, 양극 산화조(412)의 용적에 대하여, 순환 회수가 3분에 1회 이상이 바람직하다. 그렇게 하는 것으로, 양극 산화조(411)는 빈번한 액 갱신을 행할 수 있고, 제열, 발생한 수소 제거를 효율 좋게 행할 수 있다. 구체적으로는, 조 용량이 107L인 때, 공급 유량을 36L/분 정도로 하는 것이 바람직하다.

알루미늄 기재(430)의 주속은 0.1m/분 이상이 바람직하다. 알루미늄 기재(430)의 주속이 0.1m/분 이상이면, 알루미늄 기재(430)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 충분히 억제된다. 구동 장치의 능력의 점에서, 알루미늄 기재(430)의 주속은 25.1m/분 이하가 바람직하다.

전술한 바와 같게 하여 알루미늄 기재(430)를 양극 산화시켜, 복수의 세공을 갖는 산화 피막을 형성하는 공정은, 상기 도 6에 나타낸 것과 같이 기재(1A)를 양극 산화시켜 롤 형상 몰드(160)를 형성하는 공정과 동일하게 행해진다.

이상에 기재된 본 실시 형태에 따른 양극 산화 처리 장치(410)에서는, 롤 형상의 알루미늄 기재(430)를 양극 산화조(412)의 전해액 중에서 양극 산화시킬 때에, 알루미늄 기재(430)의 중심축을 회전축으로 하여 알루미늄 기재(430)를 회전시키고 있기 때문에, 알루미늄 기재(430)의 주위에서의 전해액의 농도나 온도의 불균일이 억제되고, 알루미늄 기재(430)의 외주면 전체에 걸쳐 거의 균일하게 양극 산화가 행해지고, 그 결과, 세공의 깊이의 편차가 억제된 롤 형상 몰드를 제조할 수 있다.

그리고, 알루미늄 기재(430)와 촉자(448)를 맞닿게 한 상태에서 알루미늄 기재(430)와 촉자(448)를 동기시켜 회전시키면서, 촉자(448)로부터 알루미늄 기재(430)에 통전을 행하도록 하고 있기 때문에, 알루미늄 기재(430)와 촉자(448) 사이의 마모를 없게 하여 통전 불량을 억제할 수 있고, 롤 형상 몰드의 수율의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

즉, 촉자(448)를 알루미늄 기재(430)에 동기시키지 않고 알루미늄 기재(430)만을 회전시키는 태양(촉자(448)를 알루미늄 기재(430)의 내주면에 맞닿은 상태에서 고정하여, 알루미늄 기재(430)만을 회전시키는 태양)이면, 촉자(448)가 알루미늄 기재(430)의 내주면에 접동하면서 통전을 행하는 것이 되어, 촉자(448)와 알루미늄 기재(430) 사이에서 접촉 마모가 발생하여, 촉자(448)와 알루미늄 기재(430) 사이에서 통전 불량이 일어날 가능성이 있지만, 본 발명은, 알루미늄 기재(430)와 촉자(448)를 맞닿게 한 상태에서 알루미늄 기재(430)와 촉자(448)를 동기시켜 회전시킴으로써 이러한 통전 불량의 발생을 방지하고 있다. 한편, 촉자(448)와 알루미늄 기재(430)는 완전히 동기되어 회전할 필요는 없다. 예컨대, 촉자(448)와 알루미늄 기재(430)가 별도의 동력원에 의해 회전되는 것 같은 경우, 이들 부재를 완전히 동기시켜 회전시키는 것은 곤란하다. 따라서, 본원 발명에서는, 촉자(448)와 알루미늄 기재(430)가 상대적으로 거의 고정된 상태에서 연동하여 회전하고 있는 상태도, 동기되어 회전하고 있는 것에 포함하는 것으로 한다.

여기서, 도 21에, 양극 산화 처리 장치(410)에서의 알루미늄 기재(430)에 대한 통전 상태를 실측한 실험예가 나타나 있다. 도 21에서, 가로축은 시간축(초)을 나타내고, 알루미늄 기재(430)에 대하여 통전한 전류값(A)을 나타내고 있다. 상기 도면으로부터 분명한 것과 같이, 초기에 인가한 전류값이 안정된 상태인 후에는, 장기에 걸쳐 일정한 전류값이 안정된 상태에서 알루미늄 기재(430)에 통전되고 있는 것이 확인되었다. 이 실험예로부터도 본 발명에 의한 통전 불량 억제의 효과가 확인될 수 있었다.

또한, 본 실시 형태에서는 통전 메인 바(443)의 단부를 원추 형상으로 하고 있지만(원추 형상 단부(444)), 이에 의하면, 회전 받침부(446)와의 접촉 면적을 작게 하여, 접촉 마모에서의 분 발생을 최소한으로 억제할 수 있고, 또한, 표면을 갱신시킬 수 있다. 이 때문에, 전기 절연성이 높은 알루미나층이 형성되지 않고, 통전 상태를 유지하는 것이 가능해진다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.

(양극 산화 알루미나의 세공)

양극 산화 알루미나의 일부를 깎고, 단면에 플라티나를 1분간 증착하고, 전계 방출형 주사 전자 현미경(니폰전자사제, JSM-7400F)을 이용하여, 가속전압: 3.00kV의 조건에서 단면을 관찰하여, 세공의 깊이를 측정했다.

양극 산화 시에 알루미늄 기재를 회전시키지 않는 경우:

최후의 양극 산화를 종료한 후, 도 17에 나타내는 롤 형상 몰드(350)의 외주를 원주 6등분하는 위치 1 내지 6에 대하여, 각각 10개소의 세공의 깊이를 측정하여, 평균치를 구했다.

양극 산화 시에 알루미늄 기재를 회전시키는 경우:

최후의 양극 산화를 종료한 직후, 알루미늄 기재의 회전을 정지한 상태에서, 도 17에 나타내는 롤 형상 몰드(350)의 외주를 원주 6등분하는 위치 1 내지 6에 대하여, 각각 10개소의 세공의 깊이를 측정하여, 평균치를 구했다.

(반사율)

분광 광도계(히타치제작소사제, U-4000)을 이용하여, 입사각: 5°, 파장 380 내지 780nm의 범위에서 경화 수지층의 표면의 상대 반사율을 측정했다.

양극 산화 시에 알루미늄 기재를 회전시키지 않는 경우:

최후의 양극 산화를 종료한 후, 도 17에 나타내는 롤 형상 몰드(350)의 외주를 원주 6등분하는 위치 1 내지 6에 대응하는 경화 수지층의 표면에 대하여, 각각 필름의 폭 방향의 한쪽 끝, 중앙, 다른 쪽 끝의 3개소의 반사율을 측정했다.

양극 산화 시에 알루미늄 기재를 회전시키는 경우:

최후의 양극 산화를 종료한 직후, 알루미늄 기재의 회전을 정지한 상태에서, 도 17에 나타내는 롤 형상 몰드(350)의 외주를 원주 6등분하는 위치 1 내지 6에 대응하는 경화 수지층의 표면에 대하여, 각각 필름의 폭 방향의 한쪽의 끝, 중앙, 다른 쪽의 끝의 3개소의 반사율을 측정했다.

(활성 에너지선 경화성 수지 조성물(A))

석신산/트라이메틸올에테인/아크릴산의 몰비 1:2:4의 축합 반응 혼합물의 45질량부, 1,6-헥세인다이올다이아크릴레이트(오사카유기화학공업사제) 45질량부, 라디칼 중합성 실리콘 오일(신에츠화학공업사제, X-22-1602) 10질량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(치바스페셜티케미컬사제, 이르가큐어(등록상표) 184, 파장 340nm 이상에서 흡수 파장역을 갖는다.) 3질량부, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드(치바스페셜티케미컬사제, 이르가큐어(등록상표) 819, 파장 340nm 이상에서 흡수 파장역을 갖는다.) 0.2질량부를 혼합하고, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(A)를 수득했다.

〔실시예 1〕

중공 원주 형상의 알루미늄 기재(순도: 99.99%, 길이: 280mm, 외경: 200mm, 내경: 155mm)에 우포(羽布) 연마 처리를 실시한 후, 이것을 과염소산/에탄올 혼합 용액 중(부피비=1/4)에서 전해 연마했다.

이어서, 도 15에 나타내는 양극 산화 처리 장치를 이용하여, 알루미늄 기재를, 0.3M 옥살산 수용액으로 이루어지는 107L의 전해액 중에서, 욕 온도: 15.7℃, 직류: 40V, 전해액의 공급량: 41L/분, 알루미늄 기재의 주속: 3.8m/분의 조건 하에서 30분간 양극 산화를 행하여, 산화 피막을 형성하였다(공정 (a)).

형성된 산화 피막을, 6질량%의 인산과 1.8질량%의 크로뮴산 혼합 수용액 중에서 일단 용해 제거한(공정 (b)) 후, 다시 공정 (a)와 동일 조건 하에서, 45초간 양극 산화를 행하여, 산화 피막을 형성하였다(공정 (c)).

그 후, 5질량% 인산 수용액(31.7℃) 중에 8분간 침지시켜, 산화 피막의 세공을 직경 확대하는 구멍 직경 확대 처리(공정 (d))를 실시했다.

추가로, 공정 (a)와 동일 조건 하에서, 45초간 양극 산화를 행하여, 산화 피막을 형성하였다(공정 (e)).

추가로 공정 (d)와 공정 (e)을 반복하여, 공정 (d)를 합계로 5회, 공정 (e)를 합계로 4회 행하였다(공정 (f)). 알루미늄 기재의 외주면에 대략 원추 형상의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 형성된 롤 형상 몰드(A)를 수득했다. 양극 산화 알루미나의 세공의 깊이를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 이형제(다이킨공업사제, 오프쓰루 DSX(상품명))의 0.1질량% 용액에 롤 형상 몰드(A)를 10분간 디핑하고, 24시간 공기 중에서 건조시켜 이형 처리를 행했다.

도 16에 나타내는 제조 장치를 이용하여, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 제조했다.

롤 형상 몰드(350)로서는, 롤 형상 몰드(A)를 이용했다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물(356)로서는, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(3A)을 이용했다.

기재 필름(352)으로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(토요방사제, 상품명: A4300, 두께: 75㎛)을 이용했다.

기재 필름(352)측으로부터, 적산 광량 1100mJ/cm²의 자외선을, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(A)에 조사하여, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물(A)의 경화를 행했다.

수득된 물품의 경화 수지층의 표면의 상대 반사율을 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

〔비교예 1〕

전해액 중에서 알루미늄 기재를 회전시키지 않는 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 알루미늄 기재의 외주면에 대략 원추 형상의 테이퍼 형상의 세공을 갖는 양극 산화 알루미나가 형성된 롤 형상 몰드(B)를 수득했다. 양극 산화 알루미나의 세공의 깊이를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.

이어서, 실시예 1과 동일하게 하여, 롤 형상 몰드(B)의 이형 처리를 행했다.

이어서, 롤 형상 몰드(350)로서 롤 형상 몰드(B)를 이용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품을 제조했다. 수득된 물품의 경화 수지층의 표면의 상대 반사율을 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

전해액 중에서 알루미늄 기재를 회전시키면서 양극 산화를 행하여 제조된 실시예 1의 롤 형상 몰드(A)는, 세공의 깊이의 편차가 작았다. 그 결과, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품에서도, 볼록부의 높이의 편차, 즉 반사율의 편차가 작았다.

한편, 전해액 중에서 알루미늄 기재를 회전시키지 않고서 양극 산화를 행하여 제조된 비교예 1의 롤 형상 몰드(B)는, 세공의 깊이의 편차가 컸다. 그 결과, 복수의 볼록부를 표면에 갖는 물품에서도, 볼록부의 높이의 편차, 즉 반사율의 편차가 커졌다.

〔실시예 2〕

본 실시예 2에서는, 도 10에 나타내는 양극 산화 처리 장치(210)에 구체적인 조건을 설정하여, 운전을 행했다. 중공 원주 형상의 알루미늄 기재(220)(순도: 99.99%, 길이: 280mm, 외경: 200mm, 내경: 155mm)의 양단면 및 통전 부재(213)의 단면을 축 방향에 대하여 테이퍼 각도 30°로 하고, 각각의 테이퍼 면(220A, 213A)의 표면 조도를 Ra 1.6으로 했다.

알루미늄 기재(220)를 0.3mol/L 수용액으로 이루어지는 106L의 전해액 중에서, 욕 온도: 15.7℃, 전해액의 공급량: 36L/분, 양쪽 부분 통전 부재(213)의 누르기 압력: 0.2MPa, 알루미늄 기재(220)의 주속: 3.8m/분의 조건 하에서, 전압: 40V의 조건에서, 60분간 양극 산화를 행하여, 산화 피막을 형성했다.

도 12A에는, 본 양극 산화 처리 장치(210)에서 60분간 통전했을 때의 전류값의 상태를 실측한 실험예(그래프)가 나타나 있다. 도 12A에서, 가로축은 적산 시간(초)을 나타내고, 세로축은 전류값의 진폭(A)이다. 또한, 도 12B는, 도 12A에 나타낸 측정 결과에서의 1800초까지의 전류값의 진폭의 측정 결과를 나타내고 있다(한편, 도 12B에서는, 전류값의 진폭(A)의 스케일을 상세하게 나타내고 있다).

본 실시예 2에서는, 이들 도면으로부터 분명한 것과 같이, 장기에 걸쳐 안정된 일정한 전류값이 크게 변동하지 않고, 알루미늄 기재(220)에 통전되어 있는 것이 확인되었다. 이 실시예 2로부터도 본 발명에 의한 통전 불량 억제의 효과가 확인될 수 있었다.

(비교예 2)

이하, 본 발명의 처리 장치와 직방체 형상의 처리조에서 전해 처리를 행한 때의 온도를 비교한 예를 설명한다.

기재에 중공 원주 형상의 알루미늄 기재(순도: 99.99%, 길이: 1000mm, 외경: 200mm, 내경: 155mm)를 이용하여, 본 발명의 처리조와 직방체 형상의 처리조에서, 양극 산화 처리를 행했다. 본 발명의 처리조는 도 2에서, 중심축(P)으로부터 저부(111a)의 내면(111a')까지의 거리(D)를 400mm으로 하고, 직방체 형상의 처리조는 도 7A, 7B와 동일 형상이다. 각 처리조는 순환 회수가 3분에 1회가 되는 유량으로 순환을 행하여, 각 처리조에는 16℃로 온도 조절한 전해액을 공급하고 있다.

도 8, 도 9는 각 처리조에서 양극 산화 처리를 했을 때의 전해액 온도를 비교한 그래프이다. 도 8은 처리조 벽면으로부터 50mm 떨어진 개소의 전해액 온도를 처리조 전역에서 수개의 점을 측정했을 때의 그래프이다. 양극 산화 처리를 행하는 것으로 처리조 내는 통전에 의한 발열, 산화 반응의 열 등의 영향으로 온도 상승하지만, 도 8을 보면 알 수 있는 것 같이, 본 발명의 처리조는 온도 상승이 적은 것을 알 수 있다. 이것은 직방체 형상의 처리조에서는 순환 효율이 나쁜 체류부가 발생하고, 체류부는 발열했을 때의 열이 잔류하여, 체류부 이외의 개소와 비교하면 온도가 높아져 버리기 때문이다.

또한, 도 9는 기재 표면의 기재 길이의 수개의 점에서의 최대 온도차를 나타내었을 때의 그래프이다. 기재 표면의 온도차란 기재 표면에 생기는 온도 불균일이며, 양극 산화 처리를 행한 때에는 세공의 깊이의 불균일성에 영향을 준다. 도 9를 보면 알 수 있는 것 같이, 본 발명의 처리조는 온도차가 작다는 것을 알 수 있다. 이것도 직방체 형상의 처리조에서 발생해 버리는 체류부가 원인이며, 체류부 가까운 기재 표면의 전해액 온도도 높아져 버리기 때문이다.

또한, 이번 기재를 처리한 처리조에서, 직방체 처리조의 용적이 250L에 비하여, 본 발명의 처리조는 130L였다.

상기의 비교에 의해, 본 발명의 처리조에서는 전해액의 체류가 방지될 수 있고, 추가로 전해액의 사용량도 억제될 수 있다는 것이 확인될 수 있었다.

(비교예 3)

이하에서는, 비교예 3으로서, 알루미늄 기재에 통전 부재를 점에서 접촉시켰을 때의 전류값의 측정치를 설명한다. 도 13을 참조하면, 이 비교예 3에서 이용한 양극 산화 처리 장치에서는, 알루미늄 기재(220)의 양단측의 내면에 접하는 미끄럼 베어링(241)이 설치되고, 미끄럼 베어링(241)의 외주면에 환 형상의 하우징(240)이 알루미늄 기재(220)에 고정되도록 접속되어 있다. 알루미늄 기재(220)는 외부 회전 기구(도시 생략)에 의해서 회전하도록 되어 있다.

알루미늄 기재(220)의 내면에 통전 부재(243)로부터 신장한 접촉자(242)가 접촉하여 통전을 행할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 도 13의 상태에서 상기 실시예 2와 같은 조건 하에서 알루미늄 기재(220)에 통전시킨 상태를 실측한 결과가 도 14에 나타나 있다. 도 14에서, 가로축은 적산 시간(초)을 나타내고, 세로축은 전류값의 진폭(A)이다. 한편, 도 14에서는, 적산 시간 1200초(20분)까지의 측정 결과가 나타나 있다.

도 12A, 도 12B의 본 발명의 양극 산화 처리 장치에서의 실험예와 도 14를 비교하여도 알 수 있는 것 같이, 비교예 3에서는, 항상 전류값에 약간의 진동이 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 여기저기에 크게 전류값이 변동한 개소가 발생하고 있다. 원인으로서, 알루미늄 기재(220)와 접촉자(242)는 점에서 접촉을 하고 있기 때문에 접촉 면적이 작고, 알루미늄 기재(220)가 회전했을 때, 회전 주기에 의한 접촉면의 변동이 크기 때문에 안정되게 접촉할 수 없거나, 알루미늄 기재(220)와 접촉자(242)가 접촉면에서 마모나 미끄러짐이 발생하여, 순간적으로 접촉하지 않고 있는 상태가 있어, 전류값이 크게 변동했다고 생각된다.

본 발명에 따른 제조 방법으로 수득된 롤 형상 몰드는, 모스 아이 구조라고 불리는 미세 요철 구조를 표면에 갖는 광학 필름의 제조에 유용하다.

11: 전해 처리 장치
110: 처리조
111: 처리조 본체
111a: 저부
111a': 내면
111b, 111c: 측면
112: 전계액 공급부
113: 오버플로우부
120: 전극판
130: 회전 수단
1A: 기재
1A': 주면(외주면)
1L: 전해액
210: 양극 산화 장치
211: 양극 산화조
213: 통전 부재
213A: 테이퍼 면
215: 지지축(회전 구동 수단)
220: 알루미늄 기재
220A: 테이퍼 면
312: 양극 산화조
322: 공급구
330: 알루미늄 기재
336: 음극판
342: 세공
344: 산화 피막(양극 산화 알루미나)
350: 롤 형상 몰드
352: 기재 필름(피전사체)
368: 물품
410: 양극 산화 장치
412: 양극 산화조
430: 알루미늄 기재
432A, 432B: 회전 지그
443: 통전 메인 바(회전축)
446: 회전 받침부(회전 받침부)
448: 촉자(통전 부재)

Claims (17)

1. 양극 산화 처리조의 전해액에 침지된 알루미늄으로 이루어지는 원통 형상의 알루미늄 기재에, 통전 부재를 이용하여 통전하여 양극 산화 처리를 행하여, 표면에 복수의 요철을 갖는 롤 형상 몰드를 제조하는 방법으로서,
   상기 양극 산화 처리조는 전해액을 수용하고, 상기 알루미늄 기재가 침지되는 처리조 본체, 처리조 본체에 전해액을 공급하는 전해액 공급부, 및 처리조 본체로부터 전해액을 배출하는 배출부를 구비하고,
   상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재에 맞닿은 상태에서, 상기 알루미늄 기재의 중심축을 회전 중심으로 하여, 상기 알루미늄 기재를 상기 전해액 공급부로부터 공급된 상기 전해액이 상기 배출부로 흐르는 방향과는 반대 방향으로 회전시키면서, 상기 통전 부재를 통하여 상기 알루미늄 기재에 통전을 행하는 양극 산화 공정을 포함하는 롤 형상 몰드의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 양극 산화 처리조로부터 상기 전해액의 일부를 배출하면서, 상기 양극 산화 처리조에, 배출되는 상기 전해액과 동량인 전해액이 공급되는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리조 본체가, 침지된 상기 알루미늄 기재의 주면을 따르도록 저부가 원호 형상으로 만곡(灣曲)된, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 처리조 본체는 상기 알루미늄 기재가 침지되는 장척인 형상이며,
   상기 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 설치된 상기 전해액 공급부로부터, 상기 처리조 본체의 한쪽의 측면 상방에서 전해액을 공급하고,
   상기 처리조 본체의 길이 방향을 따르도록 상기 처리조 본체의 다른 쪽의 측면 상부에 설치된 상기 배출부로부터 상기 전해액을 배출하는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재가 동기(同期)되어 회전하는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 통전 부재는, 도전성 축 부재와, 상기 축 부재에 고정되고 상기 알루미늄 기재에 맞닿은 촉자(觸子)를 포함하며,
   상기 촉자가 원통 형상의 상기 알루미늄 기재의 내주면에 맞닿고,
   상기 축 부재의 적어도 한쪽의 단부가 상기 축 부재에 급전을 행하는 도전성 급전 부재와 접촉하는 위치에 배치되어 있는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 축 부재의 적어도 한쪽의 단부가 상기 알루미늄 기재의 축 방향을 따라 상기 알루미늄 기재의 외측에 위치하고,
   상기 적어도 한쪽의 단부의 형상이 원추 형상이며,
   상기 축 부재의 적어도 한쪽의 단부는, 상기 급전 부재와 접동(摺動)하면서 회전하는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 알루미늄 기재는 상기 알루미늄 기재의 축 방향 단부에 고정된 회전 지그를 회전시키는 것에 의해 중심축을 중심으로 하여 회전하고,
   상기 축 부재는 상기 회전 지그에 고정되어, 상기 알루미늄 기재에 동기되어 회전하는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 면 접촉하는 통전 부재인, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 통전 부재가 상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 맞닿고, 상기 알루미늄 기재가 축 방향으로 협지되도록 배치되어 있고,
    상기 통전 부재를 회전시켜, 상기 통전 부재와 상기 알루미늄 기재를 맞닿은 상태에서 회전시키는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 알루미늄 기재의 단부가 지수(止水)되어 있는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 통전 부재를 상기 알루미늄 기재의 축 방향을 따라 이동시켜, 상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재를 접촉시키는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 알루미늄 기재의 일단면 또는 양단면에 제 1 테이퍼 면이 포함되고, 상기 통전 부재는 상기 제 1 테이퍼 면에 면 접촉하는 제 2 테이퍼 면을 갖고, 상기 제 1 테이퍼 면과 상기 제 2 테이퍼 면을 접촉시켜 상기 알루미늄 기재와 상기 통전 부재를 맞닿게 하는, 롤 형상 몰드의 제조 방법.
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