转印辊与转印辊的制造方法以及物品的制造方法

转印辊与转印辊的制造方法以及物品的制造方法
【专利摘要】一种转印辊及其制造方法、以及使用所述转印辊的物品的制造方法，其中所述转印辊包括外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的圆柱状的主体部与轴部，其特征在于，所述主体部由高纯度铝构成，所述轴部是由比构成所述主体部的材料具有高的刚度的材料所构成，且配置于所述主体部的圆柱状的轴方向的两侧，并于轴方向夹持所述主体部。因而，可确保转印辊扩宽化时轴承部的强度，且可容易地形成转印辊内部的调温介质流路。
【专利说明】转印辊与转印辊的制造方法以及物品的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种转印辊，更具体而言，本发明是有关于一种包括主体部与轴部，且于主体部的外周面形成有具有多个细孔的阳极氧化铝(anodic alumina)的转印辊及其制造方法、以及使用该转印辊的物品的制造方法。
[0002]本发明是基于2011年10月6日在日本申请的专利2011-221842号而主张优先权，并将其内容引用于此。
【背景技术】
[0003]表面具有可见光波长以下的周期的微细凹凸构造的光学膜表现出抗反射功能等，因此其有用性引起关注。特别是，众所周知称为蛾眼(Moth-Eye)构造的微细凹凸构造是通过空气的折射率引起材料的折射率连续地增大而表现出有效的抗反射功能。
[0004]作为表面具有微细凹凸构造的光学膜的制造方法，可列举将在模具(mold)的表面形成的微细凹凸构造转印于基材膜(被转印体)的表面的压印法(imprint method)。作为所述压印法，例如周知有下述的方法(专利文献I)。
[0005]专利文献I中公开了，作为具有多个细孔的模具的制造方法，通过使高纯度的铝阳极氧化而在铝的表面自体组织地形成微细凹凸的方法。像这样在外周面形成有具有微细凹凸的阳极氧化铝的转印辊与透明的基材膜之间介入有紫外线硬化性树脂的状态下，对所述紫外线硬化性树脂照射紫外线而使其硬化，形成在表面具有阳极氧化铝的细孔反转而成的多个凸部的硬化树脂层。之后，通过与所述硬化树脂层一起将基材膜从转印辊剥离，可以制造在表面具有微细凹凸构造的抗反射膜。
[0006]所述转印辊通常包含高纯度的铝，但由于高纯度铝非常质，因此将转印辊安装于抗反射膜的制造装置时，难以一体地形成必需的轴部。又，由于高纯度铝非常软，因此难以进行拧断加工等，且难以固定其他构件等。此外，为了在高纯度铝的表面形成微细凹凸形状，在电解液中进行阳极氧化，但该阳极氧化时铝基材发热。因此，为了使铝基材缓慢发热，将铝基材制成中空圆柱状，在使铝基材与电解液的接触面积增加的状态下使电解液循环，使铝基材缓慢发热。因此，通常将中空圆柱状的铝基材浸溃于电解液中进行阳极氧化。
[0007]此外，将凹凸形状转印于紫外线硬化树脂等制造抗反射膜等时，难以一体形成高纯度铝与轴部，因此通常使用将在中空圆柱状的铝基材的外周面形成有具有多个细孔的阳极氧化招的套管(sleeve)安装于圆柱状的心轴(mandrel)(轴心)的外周的材料。作为使用心轴的优势，可列举由于只要将心轴插入套管便可完成转印辊，因此不会如附轴的转印辊那样发生轴承的装卸操作。由此还可以减少因轴承安装精度较差而引起的抗反射膜的膜厚不均。此外，以下也是优势之一:即使是微细凹凸形状面劣化的情形，仅拆卸套管并进行套管的再加工，或者，仅更换为新的套管就能完成转印辊的更新。
[0008]在所述转印辊中，作为将套管安装于心轴的方法，周知如专利文献2、专利文献3这样的方法。
[0009]但是，近年来，提高了更扩宽使用转印辊制造的成形体的宽度的要求。为了扩宽成形体的宽度，需要扩宽转印辊的宽度。在专利文献2及专利文献3的方法中，转印辊的扩宽化是指套管的扩宽化。在专利文献2及专利文献3所记载的方法中，套管扩宽化超过Im左右的情形中，加工套管内径部的钻孔加工时，通过切割工具一次的切割无法加工内径部全部，需要更换夹头(chuck)从相反侧进行钻孔加工精加工内径部。若更换一次夹头，则有两端的轴心偏移，套管内径面整体的加工精度降低的问题。特别是套管包含纯度99%以上的高纯度铝，由于高纯度铝为难以切割的材料，因此若轴心在两端发生偏移，则很难精度良好地加工套管的内径。
[0010]在专利文献2所记载的方法中，在心轴安装时需要将套管的两端面嵌合于心轴，但在套管的内径的加工精度不良的情况中，在转印辊扩宽时，不易使套管侧的嵌合部对准心轴的嵌合部。其原因在于:由心轴及套管本体的弯曲、或套管两端面的轴心的偏移而引起嵌合部精度降低，转印辊越是扩宽，套管侧的嵌合部与心轴的嵌合部的距离越是变长，心轴安装越困难。
[0011]在专利文献3所记载的方法中，心轴的安装没有问题，但通过弹性膜均匀地施加压力需要套管内径面的加工精度，套管内径部的压力的施加不均匀时，有在微细凹凸构造的转印时产生膜厚不均的问题。
[0012]进而在将套管安装于心轴的专利文献2及专利文献3的方法中，在套管扩宽化时，需要安装设备、安装空间的大型化。安装有套管的心轴，是在单端固定的状态下安装套管，对于进行套管的安装、拆卸，如果没有套管长度的一倍以上的空间则无法进行安装。
[0013]除将套管安装于心轴的方法以外，有如专利文献4中记载的使用附轴的转印辊的方法。但是，通过高纯度铝制作专利文献4中所记载的附轴的转印辊时，产生无法确保轴承部的强度的问题。进而，有无法进行用于如下目的的螺孔加工的问题，即用于使调温水从轴端部流入的旋转接合器(rotary joint)连接等。此外,包含高纯度招的招基材非常软，因此无法进行如专利文献4所记载的在转印辊内部使用焊接加工的复杂的调温水流路的加工。
[0014]现有技术文献
[0015]专利文献
[0016]专利文献I日本专利特开2009-174007号公报
[0017]专利文献2日本专利特开2011-131424号公报
[0018]专利文献3国际公开第2009/107294号公报
[0019]专利文献4日本专利特开2002-67057号公报

【发明内容】

[0020]本发明是为了解决所述问题而完成的，其提供一种转印辊及其制造方法、以及使用有所述转印辊的物品的制造方法，即使在包含高纯度铝且表面具有微细凹凸构造的转印辊变为宽幅时，也没有钻孔加工及内径部加工的精度的问题，能够确保轴部的强度，旋转接合器等构件也能容易地安装，且转印辊内部的调温介质流路也能容易地形成。
[0021]作为所述课题的解决方法，本发明涉及的转印辊包括主体部与轴部，其特征在于，所述主体部由高纯度的铝构成，在所述主体部表面形成有具有多个细孔的阳极氧化铝，所述主体部实施有调温介质流路用的孔加工，将与主体部不同的构件的轴构件从两侧固定于所述主体部两端面,连接时使调温介质经由轴构件流入主体部内。[0022]此外，本发明涉及的转印辊，其特征在于，所述主体部的两端面与轴构件的单端面具有凸缘部，所述主体部与轴构件的固定通过凸缘部连接进行，且主体部与轴部可拆卸。
[0023]此外，本发明涉及的转印辊，其特征在于:通过将轴构件从两侧分别嵌合于所述主体部两端面进行连接。
[0024]此外，本发明包括以下形式。
[0025]本发明涉及的转印辊包括主体部、及相对于所述主体部可拆卸的轴部，其特征在于，所述主体部由高纯度铝构成，在所述主体部表面形成有具有多个细孔的阳极氧化铝，且,在所述主体部中实施有调温介质流路用的孔加工,将由比主体部刚度高的材料构成的轴部从两侧固定并连接于所述主体部两端面时，使调温介质经由所述轴部流入主体部内。
[0026]此外，本发明涉及的转印辊，其特征在于，所述主体部的两端面与所述轴部的单端面具有凸缘部，所述主体部与所述轴部的固定用凸缘部进行连接，所述主体部与所述轴部可拆卸。
[0027]此外，本发明涉及的转印辊，其特征在于，通过使所述轴部从两侧分别嵌合于所述主体部两端面进行连接。
[0028]本发明进而包括以下形式。
[0029]<1> 一种转印辊，包括外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的圆柱状的主体部、及轴部，其特征在于,所述主体部由高纯度铝构成,所述轴部是由比构成所述主体部的材料具有高的刚度的材料所构成，且配置于所述主体部的圆柱状的轴方向的两侧，且于轴方向夹持所述主体部；
[0030]<2>如〈1>所述的转印辊，其特征在于，所述主体部的两端面和所述轴部的单端面均具有凸缘部，所述主体部与所述轴部用所述凸缘部通过紧固方法而紧固；
[0031]<3>如〈1>所述的转印辊，其特征在于，所述主体部的两端面与所述轴部的单端面均具有嵌合部，所述主体部与所述轴部通过所述嵌合部被嵌合；
[0032]<4>如〈1>?〈3>中任一项所述的转印辊，其特征在于，所述主体部中形成有调温介质流路；
[0033]<5>如〈4>所述的转印辊，其特征在于，所述调温介质流路是沿圆柱状的轴方向贯通所述主体部的贯通孔；
[0034]〈6>—种转印辊的制造方法，其特征在于包括:成形步骤，使高纯度铝成形为圆柱状；阳极氧化步骤，对所述成形为圆柱状的高纯度铝实施阳极氧化，获得于外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的主体部；以及连接步骤，将轴部连接于所述主体部的圆柱状的轴方向的两端部；
[0035]<7>如〈6>所述的转印辊的制造方法，其中所述成形步骤还包括在所述成形为圆柱状的高纯度铝中形成调温介质流路的流路形成步骤，所述阳极氧化步骤包括一面向所述调温介质流路供给调温介质，一面使所述高纯度铝阳极氧化；
[0036]<8>如〈7>所述的转印辊的制造方法，其特征在于，所述流路形成步骤是沿所述高纯度铝的圆柱状的轴方向，于所述高纯度铝中形成贯通孔的步骤；
[0037]〈9> 一种物品的制造方法，其特征在于，使用〈1>?〈3>中任一项所述的转印辊、或使用〈6>所述的方法而制造的转印辊，获得表面转印有微细凹凸构造的物品；
[0038]〈10>—种物品的制造方法，使用〈4>所述的转印辊、或使用〈7>?〈8>中任一项所述的方法而制造的转印辊，获得表面转印有微细凹凸构造的物品，且该物品的制造方法包括如下步骤:在获得所述物品时，一面向所述调温介质流路供给调温介质，一面进行所述物品的制造。
[0039][发明效果]
[0040]根据本发明，通过以能够在表面形成有具有多个细孔的阳极氧化铝的包含高纯度铝的主体部的两侧，将与主体部不同的材料构成的轴部从两侧紧固的方式构成，可获得一种无需如套管、心轴构造那样的铝基材的钻孔加工的转印辊。此外，根据本发明的转印辊的制造方法，通过使用与高纯度铝相比具有高的刚度的材料所构成的轴部，确保轴承部的强度，即使进行将旋转接合器安装于轴端部的螺孔的加工也没有问题。进而也可以制作使调温介质经由轴部流入主体部的流路。此外，可获得一种在转印辊扩宽化时，可确保轴承部的强度，且转印辊内部的调温介质流路也能容易地形成的转印辊。
【专利附图】

【附图说明】
[0041][图1]是本发明的实施方式涉及的转印辊的截面图。
[0042][图2A]是图1的转印辊的沿A-A线的截面图。
[0043][图2B]是图1的转印辊的沿B-B线的截面图。
[0044][图2C]是图1的转印辊的沿C-C线的截面图。
[0045][图3]是本发明的其他实施方式涉及的转印辊的截面图。
[0046][图4]是表示阳极氧化铝的细孔的形成过程的截面图。
[0047][图5]是使用本发明的转印辊制造物品的装置的模型图。
[0048]符号说明
[0049]10主体部
[0050]11凸缘部(主体部)
[0051]12安装用间隙
[0052]20调温介质流路(主体部)
[0053]30调温介质流路(轴部)
[0054]32沟槽状的流路
[0055]40、42 轴部
[0056]41凸缘部(轴部)
[0057]50连结孔
[0058]51嵌合部
[0059]52 细孔
[0060]54氧化覆膜
[0061]56细孔产生点
[0062]60辊状模具
[0063]70转印辊
[0064]72基材膜
[0065]74 贮槽
[0066]76活性能量线硬化树脂组合物[0067]78汽缸
[0068]80夹辊
[0069]82活性能量线照射装置
[0070]84硬化树脂层
[0071]86剥离辊
[0072]88物品
【具体实施方式】
[0073]以下基于图对本发明的实施方式进行详细地说明。
[0074]〈转印辊〉
[0075]首先，对基于本发明的转印辊的构成进行说明。
[0076]图1是表示基于本发明的转印辊的一例的图。本发明的转印辊包括:包含高纯度铝，表面形成有具有多个细孔的阳极氧化铝的圆柱状的主体部10，和配置于主体部10的圆柱状的轴方向的两端面，且在轴方向夹持圆柱状的主体部10的轴部40。
[0077]构成主体部10的高纯度铝的纯度优选为99%以上，更优选为99.5%以上、进而优选为99.8%以上。若铝的纯度低于99%，则有以下的担忧:阳极氧化时，会因杂质的偏析而形成散射可见光线的大小的凹凸构造，或使主体部10阳极氧化时，在主体部10的表面形成的细孔的规则性降低。
[0078]作为圆柱状的主体部10的直径，优选为150~600mm，更优选为200~550mm。若圆柱状的主体部10的直径为150mm以上，则即使没有过度地增加转印辊的转数，也能够高效率地制造转印有主体部10的微细凹凸形状的物品。此外，若圆柱状的主体部10的直径为600mm以下，则能抑制主体部10的重量增加至必要以上。
[0079]此外，主体部10的长度(图1中，从A-A截面到C-C截面的长度)优选为600~2000mm,更优选 720 ~1800mm。
[0080]配置于主体部10的两端的轴部40是由与主体部10不同的材料所构成，且，是由比主体部10刚度更高的材料构成。
[0081]本发明中所谓刚度高的材料是指将轴部40与主体部10连接、固定时，或将轴承安装于轴部40时,强度上没有问题的材料。具体而言,优选布氏硬度(HB, Brinell hardness)为30以上的材料，更优选为35以上的材料。若构成轴部40的材料的布氏硬度为30以上，则能够作为将轴部40与主体部10连接、固定时，或将轴承安装于轴部40时，轴部不变形、破损的充分的强度，因此优选。
[0082]构成轴部40的材料的布氏硬度的上限并无特别限定，从不需要使用铼(rhenium)等特殊的材料的观点来看，优选3000以下。
[0083]此处，所谓布氏硬度是指依据JIS(日本工业标准)Z2243所规定的方法，使用直径IOmm的超硬合金且施加500kgf的压力测定的值。
[0084]进而，更优选轴部40包括具有耐蚀性的材料。具体而言，更优选轴部40包括钛、不锈钢等材料。进而，也可以对轴部40进行用以使其具有强度的淬火或涂布等表面处理。
[0085]主体部10的两端面与轴部40的单端面均具有凸缘部11及凸缘部41，优选主体部10与轴部40通过这些凸缘部而紧固。[0086]作为用凸缘部将主体部10与轴部40紧固的方法，可列举用螺钉、螺母将设置于轴部40的单端面的凸缘部41的连结孔50与主体部10的凸缘部11连接、固定的方法等。通过螺钉、螺母将凸缘部11与连结孔50连接时，优选在主体部10设置螺钉及螺母的安装用间隙12。在主体部10设置安装用间隙12时，从利用螺钉、螺母的连接等的容易性的观点来看，安装用间隙12的距离优选为2?10cm。
[0087]此外,连结孔50的直径优选为0.2?3cm,更优选为0.5?2cm。
[0088]凸缘部11及凸缘部41被构成为具有圆盘状的形状，且能够紧固主体部10与轴部40。凸缘部11的厚度优选为I?10cm，更优选为1.5?5cm。只要凸缘部11的厚度为I?10cm，就能在确实地固定轴部40与主体部10的状态下保持主体部10，因此优选。此外，凸缘部41的厚度优选为I?10cm，更优选为1.5?8cm。只要凸缘部41的厚度为I?10cm，就能确保凸缘部41的充分的强度，能够在确实地固定轴部40与主体部10的状态下保持主体部10，因此优选。
[0089]凸缘部11的直径可根据主体部10的直径适当调整。在本发明的转印辊中，主体部10的优选的直径为150?600mm，因此凸缘部11的直径也优选为150?600mm。同样地，凸缘部41的直径也优选为150?600m。
[0090]主体部10的两端面与轴部40的单端面均具有嵌合部51，主体部10与轴部40优选通过嵌合部而嵌合。通过主体部10与轴部40具有嵌合部，可进行用连结孔50将轴部40紧固于主体部10时的定位，因此能够防止主体部10与轴部40的轴心偏移。
[0091 ] 此外，优选在主体部10形成有调温介质流路20，优选轴部40形成有调温介质流路30。
[0092]调温介质流路30优选以从轴部40的单端面贯通至凸缘部41的方式形成，且连结于在凸缘部41与主体部10的连接面形成的沟槽状的流路32。此外，调温介质流路20优选以贯通主体部10的方式形成。通过以贯通生体部10的方式形成调温介质流路20，可使调温介质流路20的形成较容易。
[0093]调温介质流路20优选形成于距离主体部10的表面2?7cm的位置，更优选形成于3?6cm的位置。只要从主体部10的表面至调温介质流路20的距离为2?7cm，就能更精密地控制主体部10的表面的温度，因此优选。
[0094]关于设置于本发明的转印辊的调温介质流路的详细情况，使用图2A?图2C进行如下说明。
[0095]图2A、图2B、图2C是分别表示图1的转印辊的A-A截面、B-B截面、C-C截面的图。
[0096]如图2A、图2C所示，在轴部40的凸缘部41中形成有用以使从调温介质流路30流入的调温介质流入主体部10中的沟槽状的流路32a、32d。这些流路32a、32d是以其末端与主体部10的调温介质流路20连结的方式形成的。
[0097]沟槽状的流路32a、32d的沟槽的深度只要根据向流路供给的调温介质的流量适当设计即可，优选为0.2?3cm，更优选为0.5?2cm。若沟槽状的流路32a、32d的沟槽的深度为0.2?3cm，则能在凸缘部41中形成较深的沟槽且可抑制强度降低，因此优选。此夕卜，沟槽状的流路32a、32d的横宽优选为0.5?5cm，更优选为I?4cm。
[0098]此外，在凸缘部41中形成有多个用以使从调温介质流路20流入的调温介质循环的沟槽状的流路32C、32b。凸缘部41中形成的沟槽状的流路32的数目，可根据主体部10中形成的调温介质流路20的数量适当调整。
[0099]沟槽状的流路32C、32b的沟槽的深度优选为0.2?3cm，更优选为0.5?2cm。若沟槽状的流路32C、32b的沟槽的深度为0.2?3cm，则能在凸缘部41形成较深的沟槽且可抑制强度降低，因此优选。此外，沟槽状的流路32C、32b的横宽优选为0.2?3cm，更优选为
0.5 ?2cm。
[0100]设置于轴部40及凸缘部41的调温介质流路30的直径，只要适当调整为可确保轴部40的强度，并能供给所期望的量的调温介质的大小即可。.[0101]如图2B所示，在主体部10中形成有多个调温介质流路20。
[0102]形成于主体部10中的调温介质流路20的数量优选为2个以上，进而优选为4?16个,更优选为6?12个。此外,调温介质流路20的孔的直径优选为0.2?3cm,更优选为0.5?2cm。只要调温介质流路20的孔的直径为0.2?3cm，调温介质流路20的数量为4?16个，则不仅能够抑制主体部10的强度较大地降低，而且能将主体部10的表面的温度控制在所期望的范围内。
[0103]作为调温介质，优选使用水、油或氟系热介质，最优选使用水。若调温介质为水，则可经济地供应调温介质，因此优选。
[0104]本发明的转印辊中，优选使用泵等以往周知的方法，向调温介质流路20供给调温介质。
[0105]也可以在轴部40安装轴承单元。通过在轴部40安装轴承单元，可省略如下的步骤:在将轴部40紧固于主体部10的两端并成为转印辊形状之后，将轴部40插入抽承中。
[0106]图3是表示基于本发明的转印辊的其他实施方式的图。在基于本实施方式的转印辊中，如图3所示，主体部10的两端面与轴部42的单端面均具有嵌合部，主体部10与轴部42优选通过嵌合部51而紧固。图3的嵌合部51具有主体部10为凹，轴部42为凸的形状，但也可以是主体部10为凸，轴部42为凹的形状。关于嵌合，并不限定于图3这样的凹凸形状，主体部10或轴部42的插入部也可以具有锥形形状。
[0107]在图3的例中，关于使调温介质流入的构造，优选与图1相同。S卩，优选轴部42的调温介质流路30、形成于轴部42的端面的沟槽状的流路32、形成于主体部10的调温介质流路20也和图1同样地形成。
[0108]此外，在图3的例中，也可以在轴部40安装轴承单元。
[0109]在图1或图3的例中，为了防止在调温介质通水时，从主体部10与轴部40 (或轴部42)的紧固部的调温介质的泄漏、或在调温介质流路中渗入其他液体，优选在所述紧固部使用垫圈或O型环等止水零件(未图示)。
[0110]主体部10内的调温介质流路20的形状并不限定于图1或图3所示的形状，可进行各种变更。此外，关于沟槽状的流路32，也不限定于图1或图3所示的形状，只要为调温介质在主体部10内循环的构造即可。
[0111]在图1中，沟槽状的流路32也可以不设置于轴部40的凸缘部41，而设置于主体部10的端面，使调温介质往复流动的构造，但由于主体部10是由高纯度铝所构成，难以进行精密的切割，因此优选将流路32设置于轴部40侦U。
[0112]其次，对本发明的转印辊的作用进行说明。
[0113]在图1的例中，轴部40可在与主体部10的连接面、和所述连接面的相反侧的端面，连接调温水用的旋转接合器，由此调温水通过轴部40内的调温介质流路30而流通。
[0114]根据图1，从轴部40的流路30流入的调温介质最先流入沟槽状的流路32a，在终端部与主体部10的流路20衔接，调温介质向主体部10流入。通过主体部10的调温介质向相反侧的轴部40的流路32b移动，调温介质流入流路32b，通过与流路32b的终端衔接的主体部10的流路20，调温介质以返回的方式流入主体部10。返回的调温介质通过流路32C，同样地流入主体部10，最终在流路32d集合，流向与最初供给调温介质的一侧的相反侧的轴部的流路30。像这样通过使调温介质在主体部10内往复循环,可使主体部10均匀地调温。
[0115]关于使调温介质流通的构造，即沟槽状的流路32a?32d、及调温介质流路20的构造，并不限定于上述，例如也可以是从轴部40供给的调温介质流入主体部10，最终向供给的轴部40返回的两通路方式。调温介质在主体部10内往复的次数亦不限定于所述的说明，调温介质也可以不在主体部10内往复而通过一通路从轴部40的一侧向轴部40的另一侧流动。然而，主体部10为宽幅时，从使主体部10的温度均匀化的观点来看，优选调温介质至少一次于主体部10内往复。
[0116]此处，所谓两通路方式，是指如在轴部40中有供给与排水的流路，且从两轴供给调温介质这样的使流路为两个系统的方式。同样地，所谓一通路，是指调温介质的流路为像从一侧的轴部供给调温介质，从另一侧的轴部排出调温介质这样的一个系统的方式。
[0117]〈转印辊的制造方法〉
[0118]其次，对包括在外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的圆柱状的主体部与轴部的转印辊的制造方法进行说明。
[0119]本发明的转印辊的制造方法的特征在于包括:成形步骤，使高纯度铝成形为圆柱状；阳极氧化步骤，对所述成形为圆柱状的高纯度铝实施阳极氧化，获得外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的主体部；以及连接步骤，使轴部连接于所述主体部的圆柱状的轴方向的两端部。
[0120]主体部10是经由如下两个步骤而形成:成形步骤，使由高纯度铝构成的铝母材成形为圆柱状；及阳极氧化步骤，使成形为圆柱状的铝母材阳极氧化。
[0121](成形步骤)
[0122]关于使高纯度铝成形为圆柱状的方法，可使用切割、铸造等以往周知的方法。再者，在本发明中，还有对于主体部10在轴方向的两端部设置凸缘部11的情形、或形成嵌合有轴部42的凹部的情形，也包含这些凸缘部、或凹部的形状，称为圆柱状或大致圆柱状。凸缘部11及设置于轴方向的两端部的凹部可通过切割铝母材等以往周知的方法形成。
[0123]此外，在本发明的转印辊的制造方法中，所述成形步骤优选包括在形成为圆柱状的高纯度铝中形成调温介质流路的流路形成步骤。
[0124]在主体部10中形成调温介质的流路时，优选使用深孔加工工具形成。具体而言，优选使用深孔钻(gun drill)等形成调温介质流路20。
[0125]进而，优选所述流路形成步骤是使用所述深孔加工工具，沿形成为圆柱状的高纯度铝的圆柱状的轴方向，形成贯通孔的步骤。
[0126]使用深孔钻等深孔加工工具形成调温介质流路20时，通过一次的加工无法形成调温介质流路20时，也可以从主体部10的轴方向的一端面打开孔，其后从主体部10的另一侧的一端面进行加工。由于调温介质流路20是用以流通调温介质的流路，因此不需要特别的加工精度。因此，与套管构造的转印辊的内周面不同，没有和轴心偏移等有关的问题。
[0127]此外，优选在主体部10的外周面，实施镜面加工。作为对主体部10的外周面进行镜面加工的方法，可使用抛光(buff)研磨、切割、化学研摩等以往周知的方法。镜面加工优选在形成凸缘部11、设置于轴方向的两端部的凹部、或者调温介质流路20后进行。
[0128](阳极氧化步骤)
[0129]其次，参考图4，对使包含高纯度铝的主体部10阳极氧化，在主体部10的表面形成微细凹凸构造的阳极氧化步骤进行说明。
[0130]首先，若将主体部10配置于电解液中进行阳极氧化，则从图4(a)所示的状态，如图4(b)所示形成具有细孔52的氧化皮膜54。
[0131]作为使用于阳极氧化的电解液，可使用草酸、硫酸等。
[0132]使用草酸作为电解液时，草酸的浓度优选为0.7M(此处，“M”指“mol/1”)以下。若草酸的浓度超过0.7M，则有电流值过度地变高而氧化皮膜的表面变粗糙的情况。
[0133]另一方面，作为用于阳极氧化的电解液，在使用硫酸时，硫酸的浓度优选为0.7M以下。若硫酸的浓度超过0.7M，则有电流值过度地变高而无法维持恒定电压的情况。
[0134]在所述高纯度铝的阳极氧化中，为了获得以某个规定的周期具有规则性高的细孔的阳极氧化铝，需要施加与规定的周期相匹配的化成电压。例如获得细孔的周期为IOOnm的阳极氧化铝时，化成电压优选为30?60V。此外，获得细孔的周期为63nm的阳极氧化铝时，化成电压优选为25?30V。在不施加与规定的周期相匹配的化成电压时，有规则性降低的倾向。
[0135]在本发明的转印辊中，优选形成于主体部10的外周面的微细凹凸构造的细孔的周期为25?400nm。优选进行阳极氧化时的化成电压为20?160V，更优选为30?80V。
[0136]此处，所谓细孔的周期(以下，也有称为细孔的平均周期的情形)是指细孔的凹部间的平均距离。
[0137]在本发明的转印辊的制造方法的一个方式中，电解液的温度优选为60°C以下，更优选为45°C以下，进而优选为30°C以下，特别优选为20°C以下。若电解液的温度超过60°C，则引起称作所谓「风化」的现象，有细孔破损，表面熔化细孔的规则性紊乱的情况。
[0138]若进行阳极氧化反应则主体部10发热，受此影响电解液的温度上升，由此阳极氧化的程度产生不均，其结果，有细孔的深度产生不均的情况。在本发明的转印辊的制造方法中，优选阳极氧化步骤为一面对形成于主体部10中的调温介质流路20供给调温介质，调整主体部10的温度，一面进行氧化的步骤。
[0139]此外，基于本发明的转印辊中，由于主体部10具有大致圆柱状，因此与以往所使用的中空圆筒状的转印辊相比，与电解液的接触面积较小。因此，与同等大小的中空圆筒状的转印辊相比，可减少使主体部10阳极氧化时的发热量。进而，通过主体部10扩宽化，SP使在整体的发热量变大时，也能通过向调温介质流路20供给调温介质，而控制主体部10的发热与电解液的温度，即，可控制因主体部10的发热而引起的电解液的温度上升。
[0140]此处，主体部10的发热量(热流量Q)是指由下述式(I)、(2)所求出的值。
[0141]热流量Q[J/s]=电压 EX 电流 I...(I)
[0142]热流量Q[Kcal/h] = {(初期温度tl一变化温度t2)X流量VX比重wX比热c}/时间 H...(2)
[0143]此外，电压E可根据下述式(3)所示的奥姆定律、及下述式(4)所示的电阻值计算式而求出。
[0144]电压E[V]=电流 I X 电阻 R...(3)
[0145]电阻R[Q]=电阻率P X长度(厚度)L/截面面积A...(4)
[0146]此处，电阻率P是由电解液浓度所决定的值，长度L是阳极与阴极间的距离，且是由阳极氧化沟槽的形状所决定的值。电压E是由阳极氧化条件所决定的值，S卩，电压E是阳极氧化时的化成电压的值，截面面积A是相对于电解液的主体部10的接触面积。电阻率P、长度L、电压E分别为固定值。即，电阻率P、长度L、电压E在具有本发明的效果的范围内，本领域技术人员可容易地设定。
[0147]根据所述式(I)?(4)，若截面面积A的值变小，则电阻R的值变大。其结果，由于电流I的值变小，热流量Q的值也变小。
[0148]因此，若相对于电解液的主体部10的接触面积变小，则可减少主体部10的发热量。其结果，由于能抑制电解液的温度上升，且阳极氧化过程中的电解液的温度稳定，因此可制造细孔的深度的不均得以抑制的转印辊。此外，需要使主体部10阳极氧化时的热缓慢发热时，通过一面向调温介质流路20供给调温介质一面进行阳极氧化，可更高度地控制主体部10及电解液的温度。
[0149]在阳极氧化步骤中，优选从轴方向的两端部于轴方向夹持主体部10，防止电解液进入调温介质流路20，且，使用能在主体部10中通电的轴。此外，更优选防止电解液进入主体部10的调温介质流路20，且一面向调温介质流路20供给调温介质，一面使用能在主体部10中通电的轴。作为这样轴的例子，可列举与图1及图3所图示的轴部具有相同的构造，同时具有从与主体部10接触的部位向主体部10通电的电极构件(未图示)的轴。
[0150]而且，如图4(b)所示形成具有细孔52的氧化皮膜54之后，通过重复如下的步骤制造转印辊，即:通过阳极氧化形成具有多个细孔的阳极氧化铝的步骤(阳极氧化处理)'及使所述细孔的直径扩大的步骤(细孔直径扩大处理)。
[0151]另一方面，形成规则性更高的细孔时，优选在重复阳极氧化处理步骤与细孔直径扩大处理之前，首先，如图4(b)所示通过阳极氧化形成氧化覆膜后，如图4(c)所示，暂时先去除氧化皮膜54的至少一部分。使这样形成的凹处为通过后续的步骤而进行的阳极氧化的细孔产生点56，由此能提高在转印辊形成的细孔的规则性。
[0152]作为去除氧化皮膜54的方法，可列举浸溃于不溶解母材的铝而选择性地溶解氧化皮膜的溶液中从而去除的方法。作为这样的溶液，例如可列举铬酸/磷酸混合液等。
[0153]而且，若再次使去除了氧化皮膜的主体部10阳极氧化，则如图4(d)所示，形成具有圆柱状的细孔52的氧化皮膜54。
[0154]阳极氧化的条件，即再次对去除了氧化覆膜的主体部10进行阳极氧化处理时的条件，可与形成图4 (b)所示的氧化皮膜54时为相同的条件，也可进行各种变更。一般而言，越是增加阳极氧化的时间越可获得较深的细孔。
[0155]而且，形成具有圆柱状的细孔52的氧化覆膜54之后，如图4 Ce)所示，进行使细孔52的直径扩大的处理。细孔直径扩大处理是浸溃于溶解氧化皮膜的溶液中，使通过阳极氧化所获得的细孔的直径扩大的处理。作为这样的溶液，例如可列举5质量％左右的磷酸水溶液等。越是增加细孔直径扩大处理的时间，细孔直径越变大。
[0156]而且，若再次使主体10阳极氧化，则如图4 (f)所示，进而形成从圆柱状的细孔52的底部向下延伸的直径较小的圆柱状的细孔52。S卩，进行细孔52的细孔直径扩大处理后，通过再次使主体10阳极氧化，如图4 Cf)所示，可使圆柱状的细孔52形成至氧化覆膜54的更深处。
[0157]阳极氧化条件，即，进行细孔52的细孔直径扩大处理后，再次对主体部10进行阳极氧化处理时的条件，可以是和上述相同的条件，也可以进行各种变更。越是增加阳极氧化的时间越可获得较深的细孔。
[0158]而且，通过重复如所述的细孔直径扩大处理与阳极氧化处理，可获得如图4 (g)所示的形成有阳极氧化铝(铝的多孔性的氧化皮膜(耐酸铝))的辊状模具60(转印辊)，所述阳极氧化铝具有直径从开口部向深度方向连续地减小的形状的细孔52。
[0159]细孔扩大处理与阳极氧化处理的重复次数，合计优选为3次以上，更优选为5次以上。此外，阳极氧化处理的重复次数的上限优选为10次以下。重复次数的合计为2次以下时，细孔的直径非连续地减小，因此转印这样的细孔制造的光学膜，反射率降低效果不充分。从形成所形成的细孔的直径连续变化的形状的观点来看，细孔直径扩大处理与阳极氧化处理的重复优选为通过细孔直径扩大处理结束。通过形成所形成的细孔的直径连续变化的形状，可获得如下的效果:可使折射率连续增大，抑制因波长而引起的反射率的变动(波长相依性)，并抑制可见光的散射而表现出低反射率，因此优选。
[0160]作为图4 (g)所示的细孔52的形状，可列举大致圆锥形状、角锥形状等。细孔52间的平均周期优选为可见光线的波长以下，即400nm以下。通过将平均周期设为400nm以下，可抑制可见光的散射，且适宜在光学用途中用作抗反射膜。此外，细孔52间的平均周期优选为25nm以下。通过将平均周期设为25nm以下，可容易地进行从转印辊的转印物的脱模。
[0161]图4 (g)所示的细孔52的纵横比(aspect ratio)(细孔的深度/细孔的开口部的宽度)优选为1.5以上，更优选为2.0以上。若图4 (g)所示的细孔52的纵横比为1.5?
2.0，则能发挥优异的抗反射性能，同时能使反射光的波长相依性变小，由于肉眼观察下的色调的差异变得难以识别，因此优选。
[0162](连接步骤)
[0163]本发明的转印辊的制造方法中，包括连接步骤，将轴部40连接于经由所述阳极氧化步骤获得的主体部10的圆柱状的轴方向的两端部。
[0164]所述连接步骤优选为通过设置于主体部10的凸缘部11和设置于轴部40的单端面的凸缘部41，将主体部10与轴部40连接的步骤，或者，通过形成于主体部10的凹部(或者凸部)连接轴部42的步骤。此外，连接主体部10与轴部40时，优选以可拆卸的方式连接。
[0165]〈物品的制造方法〉
[0166]其次,对如下的方法进行说明，即通过压印法(imprint method)将包括在外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的圆柱状的主体部与轴部的基于本发明的转印辊的形成于圆柱状的主体部的微细凹凸形状转印于被转印体，从而获得表面具有使所述微细凹凸形状反转而成的多个凸部的物品的方法。[0167]作为所述压印法，可列举下述光压印法或热压印法，所述热压印法是将加热的转印辊抵压于包含热可塑性树脂的被转印体，将阳极氧化铝的多个细孔转印于被转印体。其中，从设备方面及生产性等方面来看，优选光压印法。
[0168]以下，对利用光压印法的本发明的物品的制造方法进行详细说明。
[0169]作为利用光压印法的本发明的物品的制造方法，例如可列举包括下述的步骤
(I)?(III)的方法。
[0170]步骤(I):将基材膜沿旋转的转印辊的表面移动，同时在基材膜的表面与转印辊的表面之间，夹持活性能量线硬化性树脂组合物的步骤。
[0171]步骤(II):对夹持于基材膜的表面与转印辊的表面之间的活性能量线硬化性树脂组合物照射活性能量线，使所述活性能量线硬化性树脂组合物硬化，形成在表面具有使阳极氧化铝的细孔反转而成的多个凸部的硬化树脂层的步骤。
[0172]步骤(III):与硬化树脂层一并将基材膜从转印辊剥离的步骤。
[0173]作为基材膜，可列举聚对苯二甲酸乙二酯膜、聚碳酸酯膜、丙烯酸膜、三醋酸纤维素月吴等。
[0174]作为活性能量线硬化性树脂组合物，例如可列举在日本专利特开2009-174007号公报(专利文献I)的段落[0046]?[0055]中所记载的活性能量线硬化性组合物、在日本专利特开2009-241351号公报的段落[0052]?[0094]中所记载的活性能量线硬化性树脂组合物。
[0175]利用光压印法的本发明的物品的制造方法，例如使用图5所示的制造装置，以如下的方式制造。
[0176]在外周面形成有具有多个细孔的阳极氧化铝的转印辊70、与沿转印辊70的表面移动的带状的基材膜72之间，从贮槽74供给活性能量线硬化性树脂组合物76。
[0177]在转印辊70与通过汽缸78调整夹持压的夹辊80之间，夹持基材膜72及活性能量线硬化性树脂组合物76，使活性能量线硬化性树脂组合物76均匀地遍及基材膜72与转印辊70之间，同时填充于转印辊70的外周面的细孔内。
[0178]以在转印辊70与基材膜72之间夹持活性能量线硬化性树脂组合物76的状态下，使用设置于转印辊70的下方的活性能量线照射装置82，从基材膜72侧对活性能量线硬化性树脂组合物76照射活性能量线，使活性能量线硬化性树脂组合物76硬化，由此形成转印有转印辊70的外周面的多个细孔的硬化树脂层84。
[0179]通过剥离辊86，将在表面形成有硬化树脂层84的基材膜72从转印辊70剥离，由此获得物品88。
[0180]另外，照射紫外线使活性能量线硬化性树脂组合物76硬化时，有树脂组合物发热，或通过照射的紫外线转印辊70或活性能量线树脂组合物76被加热的情况。制造物品88时，若转印辊或活性能量线硬化性树脂组合物76的温度较大地不均，则有转印于物品88的形状产生不均的担忧，而不优选。
[0181]基于本发明的转印辊，由于主体部中形成有调温介质流路，因此通过在物品88的制造过程中向调温介质流路供给调温介质，可调节物品88的制造过程中转印辊及活性能量线硬化性树脂组合物76的温度。
[0182]作为向调温介质流路供给的调温介质，可使用水、油或氟系热介质。本发明的物品的制造方法中，向调温介质流路供给调温介质的同时进行物品的制造时，优选使用泵等以往周知的方法，向调温介质流路供给调温介质。
[0183]向调温介质流路供给的调温介质的温度，优选为30?80°C，更优选为40?70°C。
[0184]作为活性能量线照射装置82，优选高压水银灯、金属卤化物灯(metal halidelamp)等,这种情况下的光照射能量,优选100?10000mJ/cm2。
[0185]作为物品88，可列举光学膜(抗反射膜等)等。
[0186]S卩，通过本发明的物品的制造方法所获得的物品88可使用于光学膜(抗反射膜等)等用途。
[0187]基于本发明的转印辊中，即使使用汽缸78将夹辊80向转印辊推压，由于轴部是由刚度高的材料构成，因此可防止转印辊的轴承部(轴部)位移、变形。
[0188]以上所记载的涉及本实施方式的转印辊中，即使是通过从两侧将外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的主体部，和在主体部的两端面的由与主体部不同的材料构成的轴部紧固，使主体部扩宽化的情形，也不需要主体部的内径部的钻孔加工。此外，由于没有套管与心轴，因此也可以大幅地削减转印辊的安装的空间。进而，通过包含与主体部不同的材料的轴部，提高了转印辊形状上的轴承部的强度，还能进行旋转接合器的安装。进而也不需要对由高纯度铝所构成的主体部施加复杂的加工，即使在主体部扩宽化时也能进行转印辊的制造。
[0189][产业上的可利用性]
[0190]本发明可提供一种即使在转印辊扩宽化时，也不需要主体部的内径部的钻孔加工，就能确保轴承部的强度，能容易地形成转印辊内部的调温介质流路的转印辊。
【权利要求】
1.一种转印辊，包括外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的圆柱状的主体部与轴部，其特征在于， 所述主体部由高纯度铝构成， 所述轴部是由比构成所述主体部的材料具有高刚度的材料所构成，且配置于所述主体部的圆柱状的轴方向的两侧，于轴方向夹持所述主体部。
2.如权利要求1所述的转印辊，其特征在于，所述主体部的两端面与所述轴部的单端面均具有凸缘部，所述主体部与所述轴部是通过所述凸缘部利用紧固方法而紧固。
3.如权利要求1所述的转印辊，其特征在于，所述主体部的两端面与所述轴部的单端面均具有嵌合部，所述主体部与所述轴部是通过所述嵌合部被嵌合。
4.如权利要求1?3的任一项所述的转印辊，其特征在于，所述主体部中形成有调温介质流路。
5.如权利要求4所述的转印辊，其特征在于，所述调温介质流路是沿圆柱状的轴方向贯通所述主体部的贯通孔。
6.一种转印辊的制造方法，其特征在于包括: 成形步骤，将高纯度铝成形为圆柱状； 阳极氧化步骤，对所述成形为圆柱状的高纯度铝实施阳极氧化，获得于外周面的至少一部分具有微细凹凸形状的主体部；以及 连接步骤，将轴部连接于所述主体部的圆柱状的轴方向的两端部。
7.如权利要求6所述的转印辊的制造方法，其中所述成形步骤还包括在所述成形为圆柱状的高纯度铝中形成调温介质流路的流路形成步骤， 所述阳极氧化步骤包括一面向所述调温介质流路供给调温介质，一面使所述高纯度铝阳极氧化。
8.如权利要求7所述的转印辊的制造方法，其特征在于，所述流路形成步骤是沿所述高纯度铝的圆柱状的轴方向，于所述高纯度铝中形成贯通孔的步骤。
9.一种物品的制造方法，其特征在于，使用权利要求1?3的任一项所述的转印辊、或使用权利要求6所述的方法而制造的转印辊，获得表面转印有微细凹凸构造的物品。
10.一种物品的制造方法，使用权利要求4所述的转印辊、或使用权利要求7?8的任一项所述的方法而制造的转印辊，获得表面转印有微细凹凸构造的物品，且该物品的制造方法包括如下步骤: 在获得所述物品时，一面向所述调温介质流路供给调温介质，一面进行所述物品的制造。
【文档编号】F16C13/00GK103842152SQ201280049189
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年10月4日 优先权日:2011年10月6日
【发明者】释迦郡真矢, 山中博生 申请人:三菱丽阳株式会社