多孔阳极氧化铝的制造方法、和表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法、以及表面具...的制作方法_4

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调节总电量、单位电压消耗的电量之比,从而可以控制氧化覆膜的厚度与初期阳极 氧化所形成的氧化覆膜的厚度之比。
[0152] (工序⑵)
[0153] 工序(2)是去除工序(1)中形成的氧化覆膜的至少一部分的氧化覆膜去除工序。 工序(2)中,作为去除氧化覆膜的一部分或全部的方法,可举出浸渍在不溶解铝、选择性溶 解氧化铝(氧化覆膜)的溶液中的方法。作为这样的溶液,例如可举出铬酸/磷酸混合溶 液等。
[0154] 工序(2)中、将铝基材浸渍在前述溶液中的时间可以根据去除的氧化覆膜的厚 度、铬酸/磷酸的浓度适宜调节,从多孔阳极氧化铝的生产率的的观点来看,优选为15~ 300分钟。
[0155] 以下,参考图1对特征在于包括上述工序(a)~(d)的本发明的多孔阳极氧化铝 的制造方法进行详细说明。另外,此处,对包括上述工序(1)、(2)情况的制造方法进行说 明。
[0156] 首先,对经机械加工的铝基材10施加电压,对前述铝基材的表面进行阳极氧化而 形成氧化覆膜(工序(1))。关于在工序(1)的初期形成的细孔,细孔规则性低地无规地产 生,进行长时间阳极氧化时,随着细孔变深,细孔的排列周期的规则性渐渐增高。由此,例如 图1的(A)所示,可以在铝基材10的表面形成具有高规则性地排列的多个细孔12的氧化 覆膜14。另外,在工序(1)之后,通过将细孔无规生成的细孔上部等的阳极氧化覆膜的至少 一部分、或全部阳极氧化覆膜去除(工序(2)),例如图1的(B)所示,可以在铝基材10的表 面形成具有高规则性地排列的多个凹坑16的氧化覆膜14。
[0157] 通过使用形成有多个凹坑16的铝基材,进行上述工序(a)~(d),从而凹坑16起 到细孔产生点的作用,可以制造细孔更规则排列的多孔阳极氧化铝。
[0158] 接着,将形成有多个凹坑16的铝基材10浸渍在混合有多种酸的电解液中(工序 (a))。其后,对浸渍在混合有多种酸的电解液中的铝基材10施加电压进行阳极氧化,如图1 的(C)所示,铝基材10被阳极氧化,再次形成具有多个细孔12的氧化覆膜14 (工序(b))。
[0159] 接着,中断对铝基材10的电压的施加,在同一反应槽中使铝基材10保持在混合有 多种酸的电解液中,从而如图1的(D)所示,去除所形成的氧化覆膜14的一部分,扩大细孔 12的孔径(工序(c))。其后,通过交替重复施加电压的工序(b)和中断电压的施加、保持 将铝基材10浸渍在混合有多种酸的电解液中的状态的工序(c)(工序(d)),如图1的(E) 所示,可以使细孔12的形状为孔径从开口部沿深度方向渐渐收缩的锥状。其结果,可以得 到铝基材10的表面形成有氧化覆膜14的多孔阳极氧化铝18,所述氧化覆膜14包含周期性 的多个细孔12。
[0160] 本发明中,在进行工序(1)、(2)后进行工序(a)~(d)而制造多孔阳极氧化铝时, 工序(b)中,可以将刚施加电压后的电流密度设为lOmA/cm2以下,更优选设为5mA/cm2以 下。通过将刚施加电压后的电流密度设定为lOmA/cm2以下、即抑制电流激增,从而可以抑制 多孔阳极氧化铝表面的白浊,可以更有效地抑制将所得到的多孔阳极氧化铝的微细凹凸结 构转印了的成形体的雾度上升。由此,可以得到具有更低反射率的成形体。尤其通过将刚 施加电压后的电流密度设定为5mA/cm2以下,可以进一步抑制多孔阳极氧化铝表面的白浊、 可以进一步抑制成形体的雾度上升,故优选。
[0161] 需要说明的是,本发明中,"刚施加电压后"是指电压施加开始后10秒钟以内。另 外,本发明中,对于从电压的施加开始起经过10秒钟后的电流密度没有特别的限制,可以 维持在10mA/cm2以下,也可以超过10mA/cm2。其中,电压上升则电流密度也存在增高的倾 向。
[0162] (作用效果)
[0163] 以上说明的本发明的多孔阳极氧化铝的制造方法中,关于阳极氧化工序和蚀刻的 工序(工序(b)~工序(c)),将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中进行阳极氧化,以在 前述阳极氧化工序中使用的电解液中保持铝基材的状态进行蚀刻。即,通过在1个反应槽 中进行阳极氧化工序和蚀刻工序,可以简便地制造形成有具有锥状细孔的防蚀铝(氧化覆 膜)的多孔阳极氧化铝。若使用前述制造方法,则在阳极氧化工序结束后,不需要将铝基材 从槽中提起,使其浸渍在其它槽中进行蚀刻这样的操作,因此能够用简便的装置、且以较少 的工序数在铝基材的表面形成具有锥状的多个细孔。
[0164] (多孔阳极氧化铝)
[0165] 根据本发明的多孔阳极氧化铝的制造方法,直径从开口部沿深度方向渐渐缩小的 锥状细孔规则排列地形成在铝基材的表面,其结果,可以制造铝基材的表面形成有具有多 个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝。
[0166] 本发明的多孔阳极氧化铝的细孔的间隔优选为可见光的波长以下,更优选为 150~600nm。若细孔的间隔为150nm以上,则无损于将通过本发明的多孔阳极氧化铝的制 造方法得到的多孔阳极氧化铝的表面进行转印而得到的成形体(防反射物品等)的防反射 性能、可以提尚耐擦伤性能、且可以抑制突起彼此合一引起的成形体的白化。若细孔的间隔 为600nm以下,则通过多孔阳极氧化铝的表面的转印而得到的成形体的表面(转印面)变 得不容易引起可见光的散射,体现充分的防反射功能,因此适用于防反射膜等防反射物品 的制造。
[0167] 另外,将多孔阳极氧化铝用于防反射物品(防反射膜等)的制造时,细孔的间隔为 600nm以下,并且细孔的深度优选为lOOnm以上,更优选为150nm以上。使用细孔的深度不 足lOOnm的多孔阳极氧化铝时,存在防反射物品的防反射性能变得不充分的可能性,故不 优选。作为细孔的深度的上限,优选为500nm以下,更优选为400nm以下。若细孔的深度为 500nm以下,则可以确保所形成的防反射物品中具有细孔的反转形状的突起的机械强度,故 优选。即,将多孔阳极氧化铝用于防反射物品(防反射膜等)的制造时的细孔的深度优选 为100~500nm,更优选为150~400nm。
[0168] 另外,多孔阳极氧化铝的细孔的深宽比(细孔的深度/细孔的间隔)优选为0. 25 以上,进一步优选为0.5以上,最优选为0.75以上。若深宽比为0.25以上,则可以形成反 射率低的表面,其入射角依赖性也变得充分小。另外,从确保具有细孔的反转形状的突起的 机械强度的观点来看,多孔阳极氧化铝的细孔的深宽比的上限优选为4以下。
[0169] 形成有具有多个细孔的氧化覆膜的多孔阳极氧化铝的表面为了使脱模容易,也可 以实施脱模处理。作为脱模处理的方法,例如可列举出:涂布磷酸酯系聚合物、有机硅系聚 合物、氟聚合物等的方法;蒸镀氟化合物的方法;涂布氟系表面处理剂或氟有机硅系表面 处理剂的方法等。
[0170] <成形体的制造方法>
[0171] 本发明的表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法的特征在于,其通过包括如 下工序的方法制造多孔阳极氧化铝:工序(a),将铝基材浸渍在混合有多种酸的电解液中; 工序(b),对浸渍在前述电解液中的前述铝基材施加电压;工序(c),实质上不对前述铝基 材施加电压,保持将前述铝基材浸渍在电解液中的状态;以及工序(d),交替重复前述工序 (b)和前述工序(c),将形成在前述多孔阳极氧化铝的表面的包含多个细孔的微细凹凸结 构转印到成形体主体的表面。将这样的多孔阳极氧化铝的微细凹凸结构(细孔)转印而制 造的成形体在其表面以钥匙与钥匙孔的关系转印了多孔阳极氧化铝的微细凹凸结构的反 转结构(突起)。
[0172] 作为将多孔阳极氧化铝的微细凹凸结构转印到成形体主体的表面的方法,例如优 选下述方法,向多孔阳极氧化铝与透明基材(成形体主体)之间填充活性能量射线固化性 树脂组合物(以下,也称"树脂组合物"),以使树脂组合物与多孔阳极氧化铝的微细凹凸结 构接触的状态,照射活性能量射线使树脂组合物固化,然后将多孔阳极氧化铝脱模。由此, 可以在透明基材的表面上制造表面具有由活性能量射线固化性树脂组合物的固化物构成 的微细凹凸结构的成形体。得到的成形体的微细凹凸结构为多孔阳极氧化铝的微细凹凸结 构的反转结构。
[0173] (成形体主体)
[0174] 作为透明基材,为了介由前述透明基材进行活性能量射线的照射,不明显妨碍活 性能量射线的照射的物质是优选的。作为透明基材的材料,例如可列举出:聚酯树脂(聚对 苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等)、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、氯乙 烯树脂、ABS树脂、苯乙烯树脂、玻璃等。
[0175] (活性能量射线固化性树脂组合物)
[0176] 作为将多孔阳极氧化铝的微细凹凸结构转印到成形体主体的表面的方法,使用活 性能量射线固化性树脂组合物的方法与使用热固性树脂组合物的方法相比,由于不需要加 热、固化后的冷却,可以在短时间内转印微细凹凸结构,适宜于量产。
[0177] 作为活性能量射线固化性树脂组合物的填充方法,可列举出:向多孔阳极氧化铝 与透明基材之间供给活性能量射线固化性树脂组合物,然后压延进行填充的方法;将透明 基材层压在涂布有活性能量射线固化性树脂组合物的多孔阳极氧化铝上的方法;预先在透 明基材上涂布活性能量射线固化性树脂组合物,层压多孔阳极氧化铝的方法等。
[0178] 活性能量射线固化性树脂组合物含有聚合反应性化合物和活性能量射线聚合引 发剂。上述之外,也可以根据用途包含非反应性的聚合物、活性能量射线溶胶凝胶反应性成 分,还可以包含增稠剂、流平剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、溶剂、无机填料等各种 添加剂。
[0179] 作为聚合反应性化合物,可列举出分子中具有自由基聚合性键和/或阳离子聚合 性键的单体、低聚物、反应性聚合物等。
[0180] 作为具有自由基聚合性键的单体,可列举出单官能单体、多官能单体。
[0181] 作为具有自由基聚合性键的单官能单体,可列举出(甲基)丙烯酸酯衍生物((甲 基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲 基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸酯-2-乙 基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲 基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙 酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲 基)丙烯酸烯丙醋、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙醋、(甲基)丙烯酸羟丙醋、(甲基)丙烯 酸-2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-乙氧基乙酯等)、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈、 苯乙烯衍生物(苯乙烯、a-甲基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酰胺衍生物((甲基)丙烯酰胺、 N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰 胺等)等。这些可单独使用1种,也可组合使用2种以上。
[0182] 作为具有自由基聚合性键的多官能单体,可列举出:二官能性单体(乙二醇二(甲 基)丙烯酸酯、三
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