説明

エンボスロールの製造方法およびエンボスロール

【課題】生産性の良いエンボスロールの製造方法およびエンボスロールを提供する。
【解決手段】本発明のエンボスロール1の製造方法は、筒体2の内面に微細凹凸パターンPと逆凹凸の表面形状を有する樹脂フィルム12を形成する工程と、筒体2を導電筒15内に配置するとともに筒体2の内側に支持ロール9を配置する工程と、金属膜8と支持ロール9との間に電解めっきにより金属層10を形成することで、金属膜8、金属層10、および支持ロール9を一体化する工程と、金属層10から筒体2および樹脂フィルム12を除去する工程と、を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、エンボスロールの製造方法およびエンボスロールに関するものである。
【背景技術】
【0002】
エンボスロ−ルを用いた成型品としては、液晶表示装置用のバックライト、レンチキュラーレンズ、フライアイレンズ等の薄板状レンズ、光反射シート、光散乱シート等の光学シート、また、リヤプロジェクションスクリーン等に用いられるプリズムシート、レンチキュラーシート、フレネルシートなどが例示される。
【0003】
これら薄板状レンズや光学シートを作製するにあたっては、表面に微細な凹凸パターンが形成されたエンボスロールが使用される。エンボスロールを用いることで、微細な加工が容易であるとともに連続加工が可能であることから、生産性に優れている。
【0004】
一方で、エンボスロールに対する微細加工が困難であるという問題もあった。これを解決するために提案されたものとして、まず、円筒状のガラス管の内側に感光性レジストで微細な凹凸パターンを形成し、この感光性レジストの表面に電解めっき層を成長させることで作製したロール電鋳の内側に支持ロールを冷却嵌めすることによって、エンボスロールを製造する方法がある(特許文献1)。
【特許文献1】特開2005−35119号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記ロール電鋳は、感光性レジストの凹凸を受けてめっき成長したものであるから、ロール電鋳の内面(感光性レジスト側の面とは反対側の面)にも凹凸が反映されてしまう。このため、ロール電鋳の内側に支持ロールを嵌め込む前に、内面を研磨して真円にしておく必要があった。また、ガラス管の内側に感光性レジストを塗布するのも困難である。
【0006】
さらに、ガラス管を破壊することでロール電鋳を分離させているため、ロール電鋳の表面の表面を傷つけてしまう可能性がある。ロール電鋳の表面すなわちエンボスロールの表面には転写用の所定の凹凸パターンが形成されていることから、この面に傷がついてしまうとエンボスロールの加工精度が低下するおそれがある。
【0007】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、所定の凹凸パターンを安定的に形成可能とした生産性の良いエンボスロールの製造方法および、より加工精度の高いエンボスロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明のエンボスロールの製造方法は、上記課題を解決するために、表面に微細凹凸パターンを有するエンボスロールの製造方法であって、絶縁性の筒体の内面に前記微細凹凸パターンと逆凹凸の表面形状を有する樹脂フィルムを形成する工程と、前記筒体を導電筒内に配置するとともに前記筒体の内側に支持ロールを配置する工程と、前記樹脂フィルムと前記支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、前記樹脂フィルム、前記金属層、および前記支持ロールを一体化する工程と、前記金属層から前記筒体および前記樹脂フィルムを除去する工程と、を備えることを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、かしめを使用することなく、電解めっきにより樹脂フィルムと支持ロールとの間に金属層を形成することで、金属層および支持ロールを一体化させることができる。これにより、従来のようにロール電鋳内に支持ロールを嵌め込む場合に、ロール電鋳の内面を研磨する手間が省けるので、従来の製法よりもエンボスロールを容易に製造することができる。
【0010】
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、前記導電筒を陽極、前記支持ロールを陰極とすることが好ましい。
本発明によれば、陰極とされた支持ロールの外表面から陽極とされた導電筒側に向かって電解めっき層が成長して、支持ロールと樹脂フィルムとの隙間を埋めるようにして金属層が形成される。
【0011】
また、前記筒体内に配置された前記樹脂フィルムの内径が、前記支持ロールの外径よりも1mm以上大きいことが好ましい。
本発明によれば、筒体内に支持ロールを配置することが容易になるとともに、樹脂フィルムと支持ロールとの間に金属層が良好に形成される。なお、樹脂フィルムを製造する際に、樹脂フィルムの内径が支持ロールの外径よりも1mm以上大きくなるように調整しておく。
【0012】
また、前記金属層がニッケルからなることが好ましい。
本発明によれば、ニッケルめっきにより形成される金属層は、空気や湿気に対して比較的安定であることから、耐久性に優れたエンボスロールを形成することができる。
【0013】
また、前記筒体が樹脂からなり、前記筒体を加熱することによって前記金属層から前記筒体を除去することが好ましい。
本発明によれば、微細凹凸パターンを有するエンボスロールの最表面を傷付けることを防止できる。
【0014】
また、前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、前記筒体を起立させることが好ましい。
本発明によれば、長さを有する筒体を撓ませることなく、電解めっきを行うことができる。これにより、電解めっきにおいて、均一な膜厚で成膜を行える。
【0015】
本発明のエンボスロールは、先に記載のエンボスロールの製造方法により得られたことを特徴とする。
本発明によれば、電解めっきによって形成された金属層と支持ロールとが接合されることで一体化されているため、耐久性に優れたエンボスロールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【0017】
図1は、本発明のエンボスロール1の製造フローを説明する断面図、図2はエンボスロール1の製造方法を示すフローチャート図である。なお、図1及び図2には、第1実施形態と第2実施形態とが併せて示されている。
【0018】
図1(a)に示すように、樹脂製の筒体2と、予め製造しておいた樹脂フィルム12とを用意する(S1)。樹脂フィルム12は、表面12aにエンボスロール1の微細凹凸パターンP(図4参照)とは逆凹凸の凹凸形状を有したフィルムであって、例えば感光性樹脂からなる。
【0019】
そして、図1(b)に示すように、筒体2の内周面2aに、凹凸形状の表面12aを内周面2aとは反対側に向けた状態で樹脂フィルム12を配置する(S2)。
【0020】
次に、図1(c)に示すように、筒体2を金属製の導電筒15内に配置するとともに、筒体2の内側にステンレスなどからなる金属製の支持ロール9を配置する(S3)。このとき、樹脂フィルム12の内径が支持ロール9の外形よりも1mm以上大きくなるように製造時に予め調整しておく。これにより筒体2内への支持ロール9の配置が容易になるとともに、後の工程において支持ロールと樹脂フィルム12との間に電解めっき層が良好に形成される。
【0021】
次に、図1(d)に示すように、これら導電筒15、筒体2、支持ロール9を起立させた状態で電界めっきを施す(S4)。ここでは、導電筒15を陽極、支持ロール9を陰極として電界めっき処理を行うことで、樹脂フィルム12と支持ロール9との間に金属層10を形成する。支持ロール9の外周面から陽極とされた導電筒15側に向かって電解めっき層が成長して、支持ロール9と樹脂フィルム12との隙間を埋めるようにして金属層10が形成される。
【0022】
電解めっきに使用する金属材料としては、例えばニッケルを主体としたものが好適である。ニッケルは、空気や湿気に対して比較的安定であることから、優れた耐久性を必要とするエンボスロールの構成材料として適している。
【0023】
その後、図1(e)に示すように、導電筒15から筒体2を抜き出して、筒体2及び樹脂フィルム12を金属層10から分離して除去する(S5)。本実施形態部では、まず、銅製からなる筒体2を塩化第2鉄によって溶解除去する。また、筒体2の除去方法としてはこれに限ったものではなく、エッチングなどによって除去するようにしてもよい。
【0024】
次に、樹脂フィルム12を除去する。金属層10の表面には、樹脂フィルム12の凹凸形状が転写されて所望の微細凹凸パターンPが形成されている。樹脂フィルム12は、切断することによって簡単に除去できるが、金属層10と樹脂フィルム12との熱膨張係数の差を利用して、樹脂フィルム12のみを加熱することによって分離除去することも可能である。この方が、表面に微細凹凸パターンPを有する金属層10を傷つけるおそれがないので好ましい。
【0025】
このようにして、表面に所望の微細凹凸パターンPを有したエンボスロール1が形成される。
【0026】
図3に、本発明のエンボスロールの製造に用いる樹脂フィルムの製造フローを示す。
樹脂フィルム12は、エンボスロール1における微細凹凸パターンPを形作るものであって、予め製造しておくことが好ましい。
【0027】
まず、図3(a)に示すように、シリコン或いはガラスからなる基材の一面に、エンボスロール1の微細凹凸パターンPと逆凹凸の凹凸パターンP2を有した基板31を形成する。
【0028】
次に、基板31上に無電解めっきにより無電解めっき膜(図示略)を形成した後、図3(b)に示すように、無電解めっき膜を電極として電解ニッケルめっきを施すことによって基板31上に金属層32を形成する。その後、基板31と金属層32とを分離して、表面32aに微細凹凸パターンPに対応する凹凸パターンP3を有した金属層32を得る。
【0029】
次に、図3(c)に示すように、金属層32の表面32a上に感光性樹脂33Aを所定の厚さで塗布し、その上にPETからなるフィルム34を配置する。その後、フィルム34側からUVを照射して感光性樹脂33Aを硬化させる。
【0030】
そして、感光性樹脂33Aが硬化してなる樹脂層33上から金属層32を分離除去すると、図3(d)に示すような、表面12aに金属層32の凹凸パターンP3の凹凸形状が転写された樹脂フィルム12が得られる。樹脂フィルム12の凹凸形状(凹凸パターンP1)は、エンボスロール1の微細凹凸パターンPとは逆凹凸のパターン形状である。
【0031】
本実施形態のエンボスロール1の製造方法によれば、筒体2の内側に配置された支持ロール9と筒体2の外側に配置された導電筒15との間に電圧を印加して電界めっきを行うことから、筒体2の内周面2aに樹脂フィルム12が配置されていても、樹脂フィルム12と支持ロール9との間にめっき層(金属層10)を良好に形成することができる。これにより、樹脂フィルム12の表面にコンタクト層としての下地金属膜を形成する必要がなくなるため製造工程数を削減できて製造効率が向上する。
また、支持ロール9の外表面に電解めっき層(金属層10)が直接形成されることから、機械強度も向上し、より信頼性に優れたエンボスロール1とすることができる。
【0032】
さらに、本実施形態では、エンボスロール1の微細凹凸パターンとは逆凹凸の表面形状を有する樹脂フィルムを予め用意しておき、この樹脂フィルムを筒体2の内側に配置すればよいことから、従来のように、筒体2の内周面に直接レジストを塗布する工程がいらなくなる。これにより、製造工程が簡略化され生産効率が向上する。
【0033】
また、本実施形態では、筒体2の内側に予め支持ロール9を配置した状態で電界めっきを施すことから、従来のようにロール電鋳内に後から支持ロールをはめ込む場合に、ロール電鋳の内面を研磨する手間が省ける。また、支持ロール9の外形に合わせて研磨する必要もいらなくなることから、従来の製法よりも簡単にエンボスロール1を形成することができる。
【0034】
図4に、本実施形態のエンボスロール1の製造方法によって形成されたエンボスロール1の概略構成図を示す。ここでは、投射型表示装置に用いられる反射スクリーンを製造するために使用されるエンボスロール1について説明する。図5は、本発明に係るエンボスロールを用いた成型品の一例である反射スクリーン100を示す図であって、(a)は平面図、(b)は断面図である。
【0035】
本実施形態のエンボスロール1は、図4に示すように、直径が約300〜1200mm、有効長さが約2500mmの円柱状を呈してなるもので、外周面1aの略全体には周方向に亘って、図5(a),(b)に示す一枚のスクリーン基板101の複数の凹部102に対応した微細凹凸パターンPが形成されている。
なお、図4中のハッチング領域が微細凹凸パターンPが形成された領域に対応しており、同図において微細凹凸パターンPの具体的な形状は省略して示す。
【0036】
このようなエンボスロール1を樹脂材料からなる材料シートに対して加熱加圧することによって、エンボス形成加工がなされる。
【0037】
そして、後の工程において、加工後の材料シートに転写形成された凹部102の内壁面の一部に反射膜103が形成されて、反射スクリーン100が構成されることになる。
【0038】
なお、上記したスクリーン基板101などのような反射タイプには、材料シートとして例えばアルミニウム膜を中間層に配置してなるラミネートシートを採用してもよい。また、レンチキュラーレンズなどの平板状のレンズなどのように透明である必要がある場合には、材料シートとして透明な樹脂材料を用いる。
【0039】
本実施形態のエンボスロール1は、表面硬度が高く、電解めっきにて形成された金属層と支持ロールとが接合されることで一体化されているため、機械的耐久性に優れている。また、本実施形態のエンボスロール1を用いた加工において、上述したような光学部品を成型する場合、成型品の形状の再現性に優れていることから、光学部品として良好な光学性能を有する製品が得られる。
【0040】
また、耐久性に優れているため、長期の繰り返しの成型においても、エンボスロール1の変形や腐食などが起こり難い。よって、エンボスロール1自体の寿命が長くなり、結果的に製品のコストダウンが可能となる。
【0041】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもなく、上記各実施形態を組み合わせても良い。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0042】
例えば、先の実施形態において、めっき処理にニッケルを主体とする材料を採用するとしたが、エンボスロール1として加工条件に耐え得るものであれば、他の金属材料を採用してもよい。
【0043】
また、先の実施形態においては、エンボスロール1を電気光学装置における光学シートなどの製造に用いられるものであるとしたが、その他の転写加工に用いることももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】第1実施形態のエンボスロールの製造フローを示す断面図。
【図2】第1実施形態のエンボスロールの製造方法のフローチャート図。
【図3】第1(第2)実施形態のエンボスロールの製造方法に用いる樹脂フィルムの製造フローを示す断面図。
【図4】第1実施形態のエンボスロールを模式的に示す斜視図。
【図5】エンボスロールによって加工成形される反射スクリーンを示す(a)平面図、(b)断面図。
【符号の説明】
【0045】
1,20…エンボスロール、2…筒体、…、5…レジスト膜、6…凹凸層、8…金属膜、9…支持ロール、10…金属層、12…樹脂フィルム、P…微細凹凸パターン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面に微細凹凸パターンを有するエンボスロールの製造方法であって、
絶縁性の筒体の内面に前記微細凹凸パターンと逆凹凸の表面形状を有する樹脂フィルムを形成する工程と、
前記筒体を導電筒内に配置するとともに前記筒体の内側に支持ロールを配置する工程と、
前記樹脂フィルムと前記支持ロールとの間に電解めっきにより金属層を形成することで、前記樹脂フィルム、前記金属層、および前記支持ロールを一体化する工程と、
前記金属層から前記筒体および前記樹脂フィルムを除去する工程と、を備える
ことを特徴とするエンボスロールの製造方法。
【請求項2】
前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、
前記導電筒を陽極、前記支持ロールを陰極とする
ことを特徴とする請求項1記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項3】
前記筒体内に配置された前記樹脂フィルムの内径が、前記支持ロールの外径よりも1mm以上大きい
ことを特徴とする請求項1または2記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項4】
前記金属層がニッケルからなる
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項5】
前記筒体が樹脂からなり、
前記筒体を加熱することによって前記金属層から前記筒体を除去する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項6】
前記電解めっきにより金属層を形成する工程において、
前記筒体を起立させる
ことを特徴とする請求項1または2記載のエンボスロールの製造方法。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか一項に記載のエンボスロールの製造方法によって得られたことを特徴とするエンボスロール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−127330(P2010−127330A)
【公開日】平成22年6月10日(2010.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−300531(P2008−300531)
【出願日】平成20年11月26日(2008.11.26)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】