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壓模用鋁母模及其制造方法、壓模及其制造方法、物品的制造方法、和防反射物品的制作方法

文檔序號:3308239閱讀:195來源:國知局
壓模用鋁母模及其制造方法、壓模及其制造方法、物品的制造方法、和防反射物品的制作方法
【專利摘要】使用一種壓模用鋁母模,該鋁母模含有鋁和鎂、用于制造表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的壓模,其中,鎂的含量為0.1~3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和鎂以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下,且該壓模用鋁母模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的硅化鎂的個數(shù)為10個/1000μm2以下。
【專利說明】壓模用鋁母模及其制造方法、壓模及其制造方法、物品的制 造方法、和防反射物品

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓模用鋁母模及其制造方法、壓模及其制造方法、物品的制造方法、和 防反射物品。
[0002] 本申請主張2012年3月30日在日本提出申請的特愿2012-078812號的優(yōu)先權(quán), 在此引用其全部內(nèi)容。

【背景技術(shù)】
[0003] 近年來,進(jìn)行了通過設(shè)置具有將凹凸結(jié)構(gòu)的周期控制在可見光的波長以下的微細(xì) 凹凸結(jié)構(gòu)的防反射結(jié)構(gòu),從而減少電視、手機(jī)等的液晶面的反射光的研究。
[0004] 作為設(shè)置具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的防反射結(jié)構(gòu)的方法之一,采用如下方法:對鋁合金 進(jìn)行鑄造和塑性加工等而得到的鋁母模的表面實(shí)施陽極氧化處理來形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),將 該凹凸部轉(zhuǎn)印到由樹脂等成形材料,從而制造防反射物品(轉(zhuǎn)印物)。另外,作為通過陽極 氧化處理形成的凹凸圖案,報告有圓錐、四棱錐等錐形體。
[0005] 對鋁母模的表面實(shí)施陽極氧化處理,以該表面為鑄模(壓模)制造轉(zhuǎn)印物時,由于 壓模表面直接反映在轉(zhuǎn)印物上,因此其表面的品質(zhì)是重要的。
[0006] 作為對壓模的表面品質(zhì)產(chǎn)生影響的因素,可列舉出鋁母模中的"第2相顆粒"、"晶 體粒度"、"晶體取向"、鋁母模原材料的"鏡面研磨性"。并且,認(rèn)為第2相顆粒具有與其它項(xiàng) 目(晶體粒度、晶體取向、鏡面研磨性)相反的一面。
[0007] 需要說明的是,"第2相顆粒"是指形成與鋁母相不同的相的顆粒,例如可列舉出鋁 合金中的鐵(Fe)、硅(Si)系化合物等。
[0008] -般而言,第2相顆粒等異物存在于鋁母模的表面時,陽極氧化處理時形成不連 續(xù)的凸部、或第2相顆粒脫落形成凹狀缺陷而在壓模的表面產(chǎn)生缺陷。使用該壓模進(jìn)行轉(zhuǎn) 印時,壓模的缺陷部分對應(yīng)的轉(zhuǎn)印部分形成不連續(xù)的凹凸,透射光散射、轉(zhuǎn)印物的防反射性 降低。
[0009] 由此,第2相顆粒的存在對轉(zhuǎn)印物的品質(zhì)產(chǎn)生影響。尤其是鋁母模、壓模的表面上 的第2相顆粒的圓當(dāng)量直徑(以下,稱"當(dāng)量直徑"。)大于可見光的波長時,所得到的轉(zhuǎn)印 物的霧度(霧值)大幅上升。另外,即使是第2相顆粒的當(dāng)量直徑小于可見光的波長的情 況下,若第2相顆粒大量存在,轉(zhuǎn)印物的霧度也會上升。
[0010] 因此,理想的是,可以形成壓模的表面缺陷的鋁母模中的第2相顆粒盡可能的少。 為了減少第2相顆粒,使用作為第2相顆粒來源的添加元素、雜質(zhì)少的高純度的鋁即可,例 如提出有使用純度99. 99%的純鋁的壓模(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
[0011] 但是,高純度的鋁的晶粒在鑄造工序、塑性加工工序、熱處理(退火)工序中容易 粗大化。肉眼明顯可見的粗晶粒在氧化覆膜上也形成同樣的晶界紋理,模壓得到的轉(zhuǎn)印物 上也轉(zhuǎn)印了該圖案,轉(zhuǎn)印物的外觀受損。
[0012] 所以,在即將鑄造前的熔液中添加微細(xì)化劑(例如鋁-鈦-硼合金(Al-Ti-B系合 金))從而可以使鑄造組織微細(xì),高純度的鋁的情況下卻難以微細(xì)化而存在微細(xì)化劑的添 加量增加的傾向。其結(jié)果,添加物引起第2相顆粒(例如二硼化鈦(TiB2))增加,有損壓模 的表面品質(zhì)。
[0013] 作為解決這些問題的鋁母模,提出了如下的壓模用鋁母模:將鋁熔液所包含的 鎂(Mg)的含量限制為0. 5?3質(zhì)量%、而且包含雜質(zhì)、Mg以外的元素的含量限制為總計 500ppm以下,從而具有微細(xì)且取向均一的晶粒、并且由于極力減少雜質(zhì)含量而抑制了第2 相顆粒的出現(xiàn)(析出)(例如參照專利文獻(xiàn)2)。根據(jù)專利文獻(xiàn)2,通過對該壓模用鋁母模實(shí) 施陽極氧化處理,從而可以形成不定向的均一紋理的凹凸轉(zhuǎn)印面。
[0014] 現(xiàn)有專利文獻(xiàn)
[0015] 專利文獻(xiàn)
[0016] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2005-156695號公報
[0017] 專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2011/030850號


【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 發(fā)明要解決的問是頁
[0019] 然而,如專利文獻(xiàn)2所述,含有Mg的鋁母模具有微細(xì)且不定向的晶粒,但仔細(xì)觀察 對該鋁母模實(shí)施陽極氧化處理而制作的壓模的表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印得到的轉(zhuǎn)印物時,判明例如圖 6所示地大量存在微小的凸?fàn)钊毕軩。需要說明的是,對于轉(zhuǎn)印物的凸?fàn)钊毕軩有時根據(jù)其 形狀而稱作糖果狀缺陷。
[0020] 轉(zhuǎn)印物的凸?fàn)钊毕荽蠖嗍切∮诳梢姽獠ㄩL的缺陷,但如上述地大量存在時,在轉(zhuǎn) 印物表面引起漫反射而帶來轉(zhuǎn)印物的霧度的上升。另外,在轉(zhuǎn)印到樹脂等時,樹脂埋入到作 為轉(zhuǎn)印物的凸?fàn)钊毕莸姆崔D(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的壓模表面的凹狀缺陷中,有時成為轉(zhuǎn)印物粘附于壓模而 變得難以剝離、不能連續(xù)轉(zhuǎn)印這種不良的原因。因此,需要盡可能減少轉(zhuǎn)印物的凸?fàn)钊毕莸?的發(fā)生。
[0021] 本發(fā)明是鑒于上述的情況而完成的,提供可以得到能夠制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物 的壓模的壓模用鋁母?;募捌渲圃旆椒?。另外,提供可以制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物的壓 模及其制造方法。還提供一種凸?fàn)钊毕萆俚奈锲返闹圃旆椒?。另外,提供一種凸?fàn)钊毕萆?的防反射物品。
[0022] 用于解決問題的方案
[0023] 本發(fā)明人等經(jīng)過深入研究,結(jié)果徹底查明含有Mg的鋁母模的情況下在第2相顆粒 之中尤其是Mg與Si結(jié)合形成的硅化鎂(Mg 2Si)是轉(zhuǎn)印物的凸?fàn)钊毕荩ㄌ枪麪钊毕荩┑淖?大原因。Mg容易固溶,但在特定的濃度、溫度范圍下與Si、其它元素形成第2相顆粒。所以, 發(fā)現(xiàn)通過限定與Mg鍵合形成第2相顆粒的Si、其它元素的含量、進(jìn)一步限定鋁母模表面上 的Mg 2Si的個數(shù),從而可以得到能夠制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物的壓模,從而完成本發(fā)明。 [0024] 本發(fā)明具有以下的特征。
[0025] < 1 >-種壓模用鋁母模,該鋁母模含有鋁和鎂、用于制造表面具有微細(xì)凹凸結(jié) 構(gòu)的壓模,其中,
[0026] 鎂的含量為0. 1?3質(zhì)量%、娃的含量為100質(zhì)量ppm以下、錯和鎂以外的兀素的 含量總計為500質(zhì)量ppm以下,
[0027] 且該壓模用鋁母模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的硅化鎂的個數(shù)為10個 /1000 μ m2 以下。
[0028] < 2 >根據(jù)< 1 >所述的壓模用鋁母模,其中,當(dāng)量直徑為10nm以上的硅化鎂的 個數(shù)為8個/1000 μ m2以下。
[0029] < 3 >-種壓模的制造方法,其對< 1 >或< 2 >所述的壓模用鋁母模實(shí)施陽極 氧化處理來形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0030] < 4 >-種物品的制造方法,其中,使用由< 3 >或下述< 10 >所述的壓模的制 造方法制造的壓模、或者使用下述< 11 >所述的壓模,將形成在該壓模的表面的微細(xì)凹凸 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品主體的表面。
[0031] < 5 >-種壓模用鋁母模的制造方法,其為在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的壓模的制 造中使用的鋁母模的制造方法,其中具有:
[0032] 鑄造工序,鑄造鎂的含量為0. 1?3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和 鎂以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下的鋁合金;
[0033] 塑性加工工序,對鑄造得到的鋁合金進(jìn)行塑性加工;
[0034] 熱處理工序,在400°C以上經(jīng)過對塑性加工的鋁合金進(jìn)行熱處理;以及
[0035] 冷卻工序,在300?400°C的溫度范圍將經(jīng)過熱處理的鋁合金以100°C /小時以上 的冷卻速度冷卻。
[0036] < 6 >根據(jù)< 5 >所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,前述熱處理工序中,在 600°C以下對經(jīng)過塑性加工的鋁合金進(jìn)行熱處理。
[0037] < 7 >根據(jù)< 5 >或< 6 >所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,前述冷卻工序 中,在300?400°C的溫度范圍將經(jīng)過熱處理的鋁合金以300°C /小時以上的冷卻速度冷 卻。
[0038] < 8 >根據(jù)< 5 >?< 7 >中任一項(xiàng)所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,向前 述錯合金中添加5?150質(zhì)量ppm的鈦以及1?30質(zhì)量ppm的硼和碳中的至少一者來進(jìn) 打鑄造工序。
[0039] < 9 >根據(jù)< 5 >?< 8 >中任一項(xiàng)所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,前述 塑性加工工序是對鑄造得到的鋁合金進(jìn)行鍛造處理,從而使平均晶體粒徑為100 μ m以下 的工序。
[0040] < 10 >-種壓模的制造方法,其對由< 5 >?< 9 >中任一項(xiàng)所述的壓模用鋁母 模的制造方法制造的壓模用鋁母模實(shí)施陽極氧化處理來形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0041] < 11 >一種壓模,該壓模用于制造表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品,其具有:
[0042] 鋁母模;以及
[0043] 微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),其形成在前述鋁母模的表面,細(xì)孔間的平均間隔為可見光的波長 以下,
[0044] 前述鋁母模中鎂的含量為0. 1?3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和鎂 以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下,且該壓模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的 娃化鎂的個數(shù)為10個/1000 μ m2以下。
[0045] < 12 >-種防反射物品,該防反射物品具有透明基材以及形成在該透明基材上 形成、由平均間隔為可見光的波長以下的多個突起構(gòu)成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),
[0046] 前述微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面上的當(dāng)量直徑為500nm以上的凸?fàn)钊毕莸膫€數(shù)為20個 /1000 μ m2 以下。
[0047] < 13 >根據(jù)< 12 >所述的防反射物品,其中,前述凸?fàn)钊毕莸膫€數(shù)為10個 /1000 μ m2 以下。
[0048] < 14 >根據(jù)< 12 >或< 13 >所述的防反射物品,其中,霧度為0. 5%以下。
[0049] 發(fā)明的效果
[0050] 若使用本發(fā)明的壓模用鋁母模,則可以得到能夠制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物的壓 模。
[0051] 另外,根據(jù)本發(fā)明的壓模用鋁母模的制造方法,可以得到壓模用鋁母模,其可以得 到能夠制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物的壓模。
[0052] 另外,根據(jù)本發(fā)明的壓模的制造方法,可以得到能夠制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物的 壓模。
[0053] 另外,若使用本發(fā)明的壓模,則可以制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物。
[0054] 另外,根據(jù)本發(fā)明的物品的制造方法,可以得到凸?fàn)钊毕萆俚奈锲贰?br> [0055] 另外,本發(fā)明的防反射物品的凸?fàn)钊毕萆佟?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0056] 圖1為表示熱處理?xiàng)l件與Mg2Si的析出的關(guān)系的相關(guān)圖。
[0057] 圖2為通過理論計算求出冷卻速度與Mg2Si的析出的關(guān)系的相關(guān)圖。
[0058] 圖3為表示壓模用鋁母模的表面形成有具有多個細(xì)孔的氧化覆膜的壓模的制造 工序的截面圖。
[0059] 圖4為表示物品的制造裝置的一個例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0060] 圖5為表不物品的一個例子的截面圖。
[0061] 圖6為表面形成有凸?fàn)钊毕荩ㄌ枪麪钊毕荩┑霓D(zhuǎn)印物的電子顯微鏡照片。

【具體實(shí)施方式】
[0062] 本說明書中,"鋁母模原材料"是指鑄造工序之后、且塑性加工工序之前的鋁合金, "鋁母模"是指塑性加工工序后進(jìn)行切削等、即將實(shí)施陽極氧化處理前的鋁合金。
[0063] 另外,"細(xì)孔"是指壓模用鋁母模的表面的氧化覆膜中形成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的凹 部。
[0064] 另外,"微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)"是指凸部或凹部的平均間隔為納米級的結(jié)構(gòu)。
[0065] 另外,"(甲基)丙烯酸酯"是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的統(tǒng)稱。
[0066] 另外,"活性能量射線"是指可見光線、紫外線、電子射線、等離子體、熱線(紅外線 等)等。
[0067] "壓模用鋁母模"
[0068] 本發(fā)明的壓模用鋁母模(以下,簡稱為"鋁母模"。)是在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu) 的壓模的制造中使用的母模,由含有鋁(A1)和鎂(Mg)的鋁材料形成。另外,也可以含有A1 和Mg以外的元素。
[0069] 本發(fā)明的鋁母模中Mg的含量為0. 1?3質(zhì)量%、硅(Si)的含量為100質(zhì)量ppm 以下、A1和Mg以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下、余量為Al。
[0070] 在66?180°C的溫度范圍下,Mg容易與A1鍵合形成第2相顆粒(Al3Mg 2等Al-Mg 系化合物)。
[0071] 在鋁母模的制造工序中,尤其是熱鍛、熱處理工序(退火)在再結(jié)晶溫度(300°C ) 以上進(jìn)行,其升溫和冷卻過程雖然只是短時間,但鋁材料仍被暴露在66?180°C的溫度范 圍,因此此時會形成第2相顆粒(Al 3Mg2等)。
[0072] 另外,鋁母模含有Mg對壓模的使用條件也產(chǎn)生影響。例如,由于氧化覆膜的劣化 導(dǎo)致壓模的壽命將盡時,可通過切削去除壓模表面的氧化覆膜并再次陽極氧化處理而使 壓模再生。然而,壓模的使用溫度為66?180°C時,壓模的表面附近容易形成第2相顆粒 (Al 3Mg2等),因此壓模的再生變得困難,成本也隨之提高?;蛘?,為了進(jìn)行壓模的再生,將壓 模的使用溫度限定為66?180°C以外。
[0073] 因此,使鋁母模中Mg的含量為3質(zhì)量%以下。Mg的含量超過3質(zhì)量%時,66? 180°C的溫度范圍下與A1鍵合形成第2相顆粒仏1 31%2等)的比例增高,該第2相顆粒在陽 極氧化處理時脫落而成為壓模表面的凹狀缺陷。尤其,為了抑制Mg的固溶強(qiáng)化產(chǎn)生的變形 阻力、減少后述塑性加工工序的費(fèi)用,優(yōu)選將Mg的含量設(shè)為2質(zhì)量%以下。
[0074] 但是,Mg的濃度變得過低時,后述鑄造工序中晶粒的粒狀化所需的微細(xì)化劑的添 加量變得非常多,所包含的第2相顆粒造成不良影響。為了用適量的微細(xì)化劑使晶粒粒狀 化,Mg的含量設(shè)置為0. 1質(zhì)量%以上。
[0075] 需要說明的是,通過Mg和微細(xì)化劑的添加而粒狀化,而由于Mg量多時成為更微細(xì) 的鑄造組織,因而當(dāng)晶粒的微細(xì)化要求高時,優(yōu)選將Mg的含量設(shè)置為0. 5質(zhì)量%以上。
[0076] 另外,認(rèn)為將Mg的含量設(shè)定為不足0. 1質(zhì)量%,換來后述塑性加工工序中鍛造的 加工度提高,增加作為再結(jié)晶的驅(qū)動力的應(yīng)變的蓄積而進(jìn)行晶粒的微細(xì)化,但這種情況招 致鍛造費(fèi)用的增加。
[0077] Si的含量為100質(zhì)量ppm以下。Si的含量超過100質(zhì)量ppm時,變得容易與Mg 鍵合形成硅化鎂(Mg2Si)。另外,進(jìn)行后述熱處理工序時,根據(jù)熱處理?xiàng)l件有時Si變得難以 固溶而造成Mg 2Si的形成。
[0078] 然而,A1中存在幾乎不固溶、單獨(dú)也可構(gòu)成第2相顆粒的原因的元素(鐵(Fe)、錳 (Μη)等)、高溫下固溶但室溫下以第2相顆粒的形式存在的元素(銅(Cu)等)。這些元素 以第2相顆粒的形式存在時,成為轉(zhuǎn)印物的凸?fàn)钊毕莸脑颉?br> [0079] 若鋁母模中A1和Mg以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下,則可以減少這 些元素以第2相顆粒的形式存在的比例,因此可以得到抑制了凹狀缺陷的壓模。
[0080] 另外,本發(fā)明的錯母模優(yōu)選添加5?150質(zhì)量ppm的鈦(Ti)以及1?30質(zhì)量ppm 的硼(B)和碳(C)中的至少一者。關(guān)于Ti、B、C,作為使鑄造組織的微細(xì)化容易進(jìn)行的微細(xì) 化劑,以Al-Ti-B系母合金或Al-Ti-C系母合金的形式添加。需要說明的是,"添加5?150 質(zhì)量ppm的Ti、1?30質(zhì)量ppm的B和C中的至少一者"是指,添加微細(xì)化劑,使鋁母模中 Ti的含量與添加前相比上升至5?150質(zhì)量ppm的量、B和C中的至少一者的含量與添加 前相比上升至1?30質(zhì)量ppm的量。
[0081] 錯母模中Ti的含量與添加前相比上升為不足5質(zhì)量ppm、B和C中的至少一者的 含量與添加前相比上升為不足1質(zhì)量ppm時,不能充分得到作為微細(xì)化劑的微細(xì)化效果。 另一方面,Ti的含量與添加前相比上升為超過150質(zhì)量ppm、B和C中的至少一者的含量與 添加前相比上升為超過30質(zhì)量ppm時,變得容易形成二硼化鈦(TiB2)、碳化鈦(TiC)等第 2相顆粒。尤其,若Ti的含量與添加前相比上升為30質(zhì)量ppm以下、B和C中的至少一者 的含量與添加前相比上升為6質(zhì)量ppm以下,則可以進(jìn)一步抑制TiB 2、TiC等第2相顆粒的 形成。
[0082] 其中,添加 Ti、B、C時,使包括這些Ti、B、C和Si在內(nèi)的A1和Mg以外的元素的含 量總計為500質(zhì)量ppm以下。
[0083] 如上所述,認(rèn)為鋁母模中的第2相顆粒在陽極氧化處理時脫落是壓模表面的凹狀 缺陷的原因之一。尤其是含有Mg的鋁母模中,最有問題是第2相顆粒之中的Mg 2Si。
[0084] 大多數(shù)的Mg2Si的大小為當(dāng)量直徑10?250nm、為可見光的波長以下。但是,Mg 2Si 大量存在時,與存在比可見光的波長大的顆粒的情況同樣,該顆粒的存在成為招致轉(zhuǎn)印物 的凸?fàn)钊毕荨⑹轨F度上升的原因。另外,存在Mg 2Si的顆粒與鋁之間發(fā)生腐蝕、形成比較大 的凹部而使Mg2Si脫落的情況,即存在盡管Mg 2Si的顆粒自身的尺寸小,壓模、轉(zhuǎn)印物上卻形 成尺寸比較大的缺陷。
[0085] 需要說明的是,凸?fàn)钊毕菔侵笀D6所示那樣的當(dāng)量直徑為500nm以上的糖果狀的 關(guān)起。
[0086] 因此,對于本發(fā)明的鋁母模,其表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的Mg2Si的個數(shù)為 10個/1000 μ m2以下。鋁母模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的Mg2Si的個數(shù)超過10個 /1000 μ m2時,在將由本發(fā)明的鋁母模得到的壓模的表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印而成的轉(zhuǎn)印物的表面形 成大量的凸?fàn)钊毕?、霧度上升。上述Mg 2Si的個數(shù)優(yōu)選為8個/ΙΟΟΟμπι2以下。另外,轉(zhuǎn)印 物的霧度優(yōu)選為〇. 5%以下、更優(yōu)選為0. 3%以下。
[0087] 需要說明的是,本發(fā)明中當(dāng)量直徑是指具有與顆粒的投影面積相同面積的圓的直 徑。
[0088] <作用效果>
[0089] 以上說明的本發(fā)明的鋁母模的Mg的含量為0. 1?3質(zhì)量%、Si的含量為100質(zhì) 量ppm以下、A1和Mg以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下,因此可以抑制作為壓模 表面的凹狀缺陷的原因的第2相顆粒的形成。另外,第2相顆粒之中特別有問題的Mg 2Si的 個數(shù)也為10個/ΙΟΟΟμπι2以下,因此若使用本發(fā)明的鋁母模,則可以制造抑制了凹狀缺陷 的壓模。
[0090] "壓模用鋁母模的制造方法"
[0091] 鋁母模通常經(jīng)過鑄造工序和塑性加工工序來制造。
[0092] 為了使鋁母模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的Mg2Si的個數(shù)為10個/ΙΟΟΟμπι 2 以下,可以在塑性加工工序之后以特定的條件進(jìn)行熱處理工序和冷卻工序、或降低鋁母模 原材料中的Si的含量。
[0093] 以下,對于鋁母模的制造方法的一實(shí)施方式例進(jìn)行具體說明。
[0094] 本實(shí)施方式例的鋁母模的制造方法具有:鑄造工序,鑄造作為鋁母模的原料的鋁 合金;塑性加工工序,對鑄造得到的鋁合金進(jìn)行塑性加工;熱處理工序,對經(jīng)過塑性加工的 鋁合金進(jìn)行熱處理;冷卻工序,將經(jīng)過熱處理的鋁合金冷卻;和切削工序,將冷卻了的鋁合 金切削成所期望的形狀。
[0095] (鑄造工序)
[0096] 鑄造工序是鑄造鋁合金的工序。作為鑄造工序的條件,沒有特別的限定。
[0097] 作為鋁合金,使用如下的錠(鑄錠):Mg的含量為0.1?3質(zhì)量%、Si素的含量為 100質(zhì)量ppm以下、A1和Mg以外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下、余量為A1。
[0098] 然而,高純度鋁的鑄造組織粗、平均晶體粒徑為厘米級。鑄錠的粗大晶粒的痕跡由 于在后述塑性加工工序、熱處理工序之后也容易粗大地殘留,因此優(yōu)選使鑄錠的晶粒微細(xì)。
[0099] 因此,為了鑄錠的微細(xì)化,通常實(shí)施在即將鑄造前向熔液中加入Al-Ti-B系母合 金、Al-Ti-C系母合金等微細(xì)化劑,以TiB 2顆粒、TiC顆粒為核增加晶核的產(chǎn)生數(shù)。此時,鑄 錠原本含有的Ti、B、C聚集而幾乎不具備微細(xì)化能力。
[0100] 純度99. 95%以上的高純度鋁的情況下,以通常的微細(xì)化劑的添加量(Ti的含量 與添加前相比上升至5?100質(zhì)量ppm且B的含量上升至1?20質(zhì)量ppm的添加量、或Ti 的含量與添加前相比上升至5?250質(zhì)量ppm且C的含量上升至1?50質(zhì)量ppm的添加 量)難以微細(xì)化,即使是使Ti的含量的上升至350ppm、B和C中的至少一者的含量上升至 70ppm的添加量,微細(xì)化也不充分。所以,為了充分微細(xì)化而需要增加微細(xì)化劑的添加量,但 微細(xì)化劑的添加量的增加帶來第2相顆粒(TiB 2、TiC)的增加,成為壓模表面的凹狀缺陷的 原因。
[0101] 但是,本發(fā)明所使用的鋁合金雖然使用高純度鋁作為原料,但由于向其中添加 Mg 而純度降低。因此,以Ti的含量與添加前相比上升至5?150質(zhì)量ppm、B和C中的至少一 者的含量與添加前相比上升至1?30質(zhì)量ppm的添加量,可以微細(xì)化至200?500 μ m左 右的平均晶體粒徑。尤其,即使是Ti的含量上升為8質(zhì)量ppm、B和C中的至少一者的含量 上升為2質(zhì)量ppm程度的少量,也可以充分微細(xì)化。
[0102] (塑性加工工序)
[0103] 塑性加工工序是對鑄造得到的鋁合金進(jìn)行塑性加工的工序。
[0104] 通過微細(xì)化由鑄造工序得到的鑄造組織而可以減輕晶體取向造成的不均一,平均 晶體粒徑為200?500 μ m左右。在需要進(jìn)一步微細(xì)化的情況下,優(yōu)選微細(xì)化至肉眼不明顯 的程度(具體而言平均晶體粒徑為1〇〇 μ m以下)。所以,為了使組織進(jìn)一步微細(xì)化而對鑄 造得到的鋁合金(鋁母模原材料)實(shí)施塑性加工。需要說明的是,在不要求晶粒的微細(xì)化 的情況下,也可以不利用塑性加工進(jìn)行晶粒的微細(xì)化。
[0105] 作為塑性加工的方法,采用對鋁母模原材料賦予更大加工度的加工方法,例如可 列舉出壓延處理、擠出處理、鍛造處理等。其中,使用壓延處理、擠出處理時,由于將加工方 向限定在一個方向而形成鑄錠的晶粒沿著加工方向伸長的加工組織,即使在利用后述熱處 理的再結(jié)晶后,有時加工組織的痕跡也殘留在加工方向、形成條紋狀不均一的組織。使用這 種具有不均一的組織的鋁母模制造壓模時,不均一的組織表現(xiàn)為宏觀的紋理,由這樣的壓 模形成的轉(zhuǎn)印面也產(chǎn)生不均一的宏觀的紋理。因此,加工方向優(yōu)選為2個方向以上。
[0106] 鍛造處理的情況下,由于可以自由地改變加工方向,所以在制作各向異性少的無 規(guī)組織的方面是有利的,作為塑性加工的方法是適宜的。
[0107] 另外,壓延處理、擠出處理的情況下,由于加工方向受限,因此根據(jù)塑性加工前的 鋁母模原材料的尺寸和加工后的尺寸來確定加工度。
[0108] 另一方面,鍛造處理的情況下,通過更換加工方向可以反復(fù)施加塑性加工,因此可 以得到更大的加工度。更大的加工度帶來作為再結(jié)晶的驅(qū)動力的應(yīng)變的蓄積,該應(yīng)變的蓄 積使再結(jié)晶組織更加微細(xì),有助于以氧化覆膜為鑄模的轉(zhuǎn)印物的均一性。因此,想要得到更 微細(xì)的晶粒時優(yōu)選鍛造處理。
[0109] 以下,詳細(xì)說明鍛造處理。
[0110] 鍛造處理大致分為:熱鍛,主要目的是破壞比較粗的鑄造組織而使其微細(xì)均一化; 和冷鍛,主要目的是將通過熱鍛而微細(xì)均一化的鋁母模原材料進(jìn)一步微細(xì)化。
[0111] 需要說明的是,在需要微細(xì)化鋁母模的晶粒時,實(shí)施上述那樣的鍛造處理使平均 晶體粒徑為100 y m以下是優(yōu)選的。需要說明的是,對晶粒的微細(xì)化的要求不高時,使平均 晶體粒徑為500μπι以下即充分,此時作為塑性加工方法可以使用壓延處理、擠出處理等代 替鍛造處理。
[0112] 另外,在塑性加工工序之前,可以將鑄造得到的鋁合金加熱處理至420?630°C、 以100°C /小時以上進(jìn)行冷卻使鋁合金均質(zhì)化(均質(zhì)化處理)。通過進(jìn)行均質(zhì)化處理,除了 A1和Mg的鋁合金中的雜質(zhì)(Si等)可以融入A1中。
[0113] 熱鍛:
[0114] 供于熱鍛之前,優(yōu)選對鋁母模原材料進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度過于低溫則熱鍛時變得 難以發(fā)生再結(jié)晶而不能期待均一化,過于高溫則預(yù)熱時的晶粒生長變得顯著而產(chǎn)生粗大晶 粒,該痕跡在冷鍛后仍殘留。預(yù)熱溫度優(yōu)選為350?470°C,越接近420°C越優(yōu)選。
[0115] 預(yù)熱通常進(jìn)行數(shù)小時左右。
[0116] 接著,將經(jīng)預(yù)熱的鋁母模原材料通過自由鍛造而得到鍛造材。
[0117] 熱鍛以(2/3U-1.5S)為1次循環(huán)時基本設(shè)為3次循環(huán),在謀求更高的均一性時,在 再預(yù)熱后在同樣的條件下反復(fù)熱鍛。此處,"2/3^'1.55"這樣的表述如113 6 0701所定 義的那樣,"2/3U"表示鍛造成形比2/3的頂鍛、"1. 5S"表示鍛造成形比1. 5的實(shí)鍛。
[0118] 該頂鍛和實(shí)鍛的順序不限、可以相反。
[0119] 熱鍛的循環(huán)次數(shù)多時容易得到均一組織,但鍛造時間的增加導(dǎo)致鍛造材的溫度大 幅降低。若該溫度降低造成鍛造材的溫度不足300°C,則變得難以發(fā)生再結(jié)晶,作為熱鍛的 第一目的的組織的均一化變得難以發(fā)生。因此,需要提高預(yù)熱溫度。但是,若提高預(yù)熱溫度, 則在預(yù)熱過程中變得容易發(fā)生晶粒的粗大化。因此,熱鍛的循環(huán)次數(shù)限制在3次循環(huán)左右 是優(yōu)選的。減少熱鍛的循環(huán)次數(shù),抑制熱鍛中的溫度降低,由此也可以降低預(yù)熱溫度,但此 情況下為了得到均一組織,通過增加熱鍛?再加熱的次數(shù)來彌補(bǔ)循環(huán)次數(shù)的減少,在工業(yè)上 是不現(xiàn)實(shí)的。
[0120] 另外,如(2S-1/2U) X3次循環(huán)這樣增大一次的鍛延量?頂鍛量時,即使相同的循 環(huán)次數(shù),應(yīng)變的蓄積也多,這在晶粒微細(xì)化的方面是有利的。但是,鍛造時表面的皺折容易 卷入到內(nèi)部、該皺折在之后的陽極氧化處理時成為缺陷而顯現(xiàn)出來,故不優(yōu)選。另外,還考 慮通過反復(fù)進(jìn)行冷鍛和熱處理的再結(jié)晶來代替通過熱鍛的再結(jié)晶。
[0121] 需要說明的是,不要求高的均一性時,鑄造時微細(xì)化至平均晶體粒徑為200? 500 μ m左右即可,可以省略該熱鍛且可以降低鍛造成本。
[0122] 然而,例如以預(yù)熱溫度300°C?380°C進(jìn)行數(shù)小時預(yù)熱的情況下,詳細(xì)后述,由于 為與圖1所示的區(qū)域B相同的條件,因此認(rèn)為發(fā)生Mg 2Si的析出。
[0123] 但是,調(diào)查了進(jìn)行熱鍛和冷鍛之后的鋁合金,結(jié)果判明Mg2Si未析出。認(rèn)為熱鍛之 后和冷鍛之后的析出狀態(tài)不易變化,因此認(rèn)為熱鍛(尤其是預(yù)熱)的溫度不會對Mg2Si的 析出產(chǎn)生很大影響。
[0124] 熱鍛時不易發(fā)生Mg2Si的析出的理由考慮是,蓄積的應(yīng)變少、Si不易擴(kuò)散。另外, 在同樣的溫度下進(jìn)行壓延處理、擠出處理時,也不發(fā)生Mg 2Si的析出。
[0125] 冷鍛:
[0126] 冷鍛的主要目的是蓄積應(yīng)變以便微細(xì)化再結(jié)晶粒,因而更高的鍛造成型比對微細(xì) 化有利。但是,鍛造成型比過高的情況下,鍛造時產(chǎn)生裂紋,因而以(1.5S-2/3U)為1次循 環(huán)時優(yōu)選為2?3次循環(huán)。另外,在冷鍛時,由于加工熱,鍛造材料的溫度上升。應(yīng)變釋放 變得顯著的超過200°C時,優(yōu)選通過水冷、空氣冷卻等進(jìn)行冷卻,進(jìn)一步優(yōu)選保持在150°C 以下。
[0127] (熱處理工序)
[0128] 熱處理工序是對經(jīng)過塑性加工的鋁合金進(jìn)行熱處理(退火)的工序。
[0129] 塑性加工工序后的熱處理工序?yàn)榱艘岳溴懙人苄约庸ぶ行罘e的應(yīng)變?yōu)轵?qū)動力來 引發(fā)再結(jié)晶而實(shí)施。
[0130] 著眼于晶粒組織時,熱處理溫度(退火溫度)過低則不發(fā)生再結(jié)晶、加工組織殘 留。另外,熱處理溫度過高則引起粒生長而產(chǎn)生粗大的晶粒。
[0131] 另一方面,本發(fā)明人等著眼于熱處理?xiàng)l件與Mg2Si的析出的關(guān)系,結(jié)果徹底查明, 在超過300°C且不足400°C之間進(jìn)行熱處理時,如圖1所示,Mg 2Si析出。
[0132] 圖1為表示熱處理?xiàng)l件與Mg2Si的析出的關(guān)系的相關(guān)圖,其如下地制成。
[0133] 首先,鑄造 Mg的含量為1.04質(zhì)量%、Si的含量為20質(zhì)量ppm的鋁合金,然后實(shí)施 熱鍛和冷鍛作為塑性加工而得到供試材。需要說明的是,冷鍛后的鋁合金中Mg 2Si未析出。
[0134] 接著,在各種熱處理?xiàng)l件(熱處理溫度和熱處理時間)下對供試材進(jìn)行熱處理。然 后,由在各種熱處理?xiàng)l件下進(jìn)行熱處理之后的供試材制作透射電子顯微鏡(TEM)用試樣, 用TEM進(jìn)行觀察,觀察有無 Mg2Si的析出,將熱處理?xiàng)l件與Mg2Si的析出的關(guān)系繪制成圖1。
[0135] 需要說明的是,如Si的含量相同,則無關(guān)于Mg的含量地表現(xiàn)出與圖1所示的結(jié)果 同樣的傾向。尤其,若Mg的含量為0. 1?3質(zhì)量%的范圍內(nèi),則認(rèn)為與圖1所示的結(jié)果相 同。
[0136] 如圖1所示,熱處理?xiàng)l件(熱處理溫度和熱處理時間)大致分為3個區(qū)域。由于在 區(qū)域B中發(fā)生Mg 2Si的析出,因此若施以區(qū)域A或區(qū)域C的條件的熱處理則可以得到Mg2Si 的析出受到抑制的鋁母模。其中,區(qū)域C的條件下雖然本次未觀察到Mg2Si,但在熱鍛中、 熱處理中存在析出觀察不到的微細(xì)的Mg 2Si的可能性。因此,為了防止Mg2Si的析出,與在 300°C以下進(jìn)行熱處理相比,施以400°C以上的熱處理而使Si融入A1晶格中的效果更大,更 優(yōu)選。
[0137] 區(qū)域A中不發(fā)生Mg2Si的析出的原因是,熱處理溫度高,賦予足以進(jìn)行A1晶格中 的A1與Si的置換的能量,Si融入A1晶格中而變得不容易與Mg鍵合。
[0138] 另外,區(qū)域C中不發(fā)生Mg2Si的析出的原因是,Si不容易擴(kuò)散,熱處理中的Si的移 動距離短,因而變得不容易與Mg鍵合。
[0139] 在超過300°C且不足400°C之間進(jìn)行熱處理時Mg2Si析出的原因是,該溫度范圍是 足以使作為雜質(zhì)的Si擴(kuò)散的溫度、且是不足以使Mg 2Si固溶的溫度。即如上所述,在300°C 以下(圖1的區(qū)域c),由于Si不容易擴(kuò)散,所以Mg2Si不容易析出。另外,在400°C以上(圖 1的區(qū)域A),由于賦予足以進(jìn)行A1晶格中的A1與Si的置換的能量,所以Si融入A1晶格 中。其結(jié)果,變得不容易與Mg鍵合,所以變得不容易發(fā)生Mg 2Si的析出。
[0140] 如此,Mg2Si的析出與晶粒組織具有相反的性質(zhì),所以需要根據(jù)最終用途的必要特 性來使哪一個優(yōu)先。
[0141] 本實(shí)施方式中,為了抑制Mg2Si的析出,熱處理溫度設(shè)定為300°C以下或400°C以 上。在300°C以下進(jìn)行熱處理時,熱處理溫度優(yōu)選不足300°C、更優(yōu)選為280°C以下、特別優(yōu) 選為250°C以下。另一方面,在400°C以上進(jìn)行熱處理時,晶粒有隨著熱處理溫度升高而變 粗大的傾向,但在不要求晶粒微細(xì)化的用途中,熱處理溫度高也沒有妨礙。
[0142] 尤其,將鋁母模用作防反射物品制造用的壓模的母模時,存在Mg2Si的析出造成防 反射物品的霧度上升的擔(dān)心,因此熱處理溫度優(yōu)選設(shè)定為400°C以上。另一方面,晶粒變得 過于粗大時,存在晶粒的紋理被轉(zhuǎn)印到防反射物品的表面使防反射物品的外觀品位降低的 擔(dān)心,因此熱處理溫度優(yōu)選設(shè)定為600°C以下。
[0143] 需要說明的是,圖1所示的區(qū)域A中,加熱處理工序之后,在鋁合金的冷卻中達(dá)到 超過300°C且不足400°C的區(qū)域,因此Mg 2Si有可能析出。
[0144] 因此,本實(shí)施方式例中,熱處理工序之后進(jìn)行如下的冷卻工序。
[0145] (冷卻工序)
[0146] 冷卻工序是在300?400°C的溫度范圍將在400°C以上進(jìn)行了熱處理的情況下經(jīng) 過熱處理的鋁合金以l〇〇°C /小時以上的冷卻速度冷卻的工序。
[0147] 本發(fā)明人等著眼于冷卻速度與Mg2Si的析出的關(guān)系,結(jié)果徹底查明,在400°C以上 進(jìn)行了熱處理的情況下,在300?400°C的溫度范圍以冷卻速度不足100°C /小時進(jìn)行冷卻 時,如圖2所示,Mg2Si析出。
[0148] 圖2是將鋁合金從450°C起進(jìn)行冷卻,通過理論計算算出0. 001質(zhì)量^^^Mg2Si析 出時的冷卻速度,表示冷卻速度與Mg2Si的析出的關(guān)系的相關(guān)圖。
[0149] 如圖2所示,預(yù)料到冷卻速度若處于區(qū)域Y,則Mg2Si不析出,而冷卻速度若落在區(qū) 域X則Mg 2Si析出。
[0150] 因此,本實(shí)施方式中,在400°C以上進(jìn)行了熱處理的情況下,通過在熱處理工序之 后(尤其是在圖1所示的區(qū)域A的條件下進(jìn)行了熱處理工序之后)在300?400°C的溫度 范圍將鋁合金以l〇〇°C /小時以上的冷卻速度冷卻,從而可以抑制Mg2Si的析出。尤其,在 300?400°C的溫度范圍、優(yōu)選為250?400°C的溫度范圍將鋁合金以100°C /小時以上、優(yōu) 選為300°C /小時以上、更優(yōu)選為500°C /小時以上的冷卻速度冷卻是優(yōu)選的。
[0151] (切削工序)
[0152] 切削工序是將冷卻了的鋁合金切削成所期望的形狀從而得到鋁母模的工序。
[0153] 本發(fā)明所使用的鋁合金可易于切削成所期望的形狀。對切削方法沒有特別的限 定。
[0154] 鋁母模的形狀可以是板形狀也可以是輥形狀。尤其,若切削成輥形狀,則可以得到 能夠連續(xù)地轉(zhuǎn)印微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的壓模,因此提高轉(zhuǎn)印物的生產(chǎn)率。
[0155] 另外,鋁母模也可以不是整體都由上述的鋁原材料構(gòu)成,至少鋁母模的表面由上 述的鋁原材料構(gòu)成即可。例如可以使用如下的鋁母模,向圓筒狀的上述鋁原材料中插入由 鋁原材料以外構(gòu)成的芯材等,使得表面由上述鋁原材料構(gòu)成、內(nèi)部由鋁原材料以外的原材 料構(gòu)成。需要說明的是,此情況下鋁母模的組成是指表面的鋁部分的組成,并不是指包括芯 材在內(nèi)的鋁母模整體的組成。
[0156] <作用效果>
[0157] 根據(jù)以上說明的本發(fā)明的鋁母模的制造方法,使用特定的鋁合金,因而可以抑制 Mg2Si的析出,使鋁母模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的Mg2Si的個數(shù)為10個/ΙΟΟΟμπι 2 以下。因此,可以抑制作為壓模表面的凹狀缺陷的原因的第2相顆粒的形成,因此可以制造 能夠得到凹狀缺陷受到抑制的壓模的鋁母模。
[0158] 另外,進(jìn)行熱鍛和冷鍛作為塑性加工時,由于加工方向?yàn)?個方向以上,因此與壓 延處理、擠出處理的情況相比,可以制作各向異性少的組織,但冷鍛后有時成為晶粒伸長的 加工組織。此情況下,通過在塑性加工工序之后以特定的條件進(jìn)行熱處理工序和冷卻工序, 加工組織的痕跡不容易殘留、不容易轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印物。
[0159] 另外,若降低鋁合金(鋁母模原材料)中的Si的含量,則可以更有效地抑制Mg2Si 的析出。
[0160] 然而,為了降低鋁合金中的Si的含量,需要使用Si的含量少的鋁原料金屬、或需 要進(jìn)行防止來自鑄造工序中使用的裝置等的污染的處置,制品的成本隨之提高。
[0161] 此情況下,若在塑性加工工序之后以特定的條件進(jìn)行熱處理工序,則即便不使用 Si的含量少的鋁原料金屬、或不進(jìn)行污染防止的處置,也可抑制Si的擴(kuò)散、或使Si融入A1 晶格中,從而可以抑制Mg2Si的析出。
[0162] 若使用由本發(fā)明的鋁母模的制造方法得到的鋁母模,則可以得到能夠制造凸?fàn)钊?陷少的轉(zhuǎn)印物的壓模、即可以得到凹狀缺陷受到抑制的壓模。
[0163] 以下,對壓模及其制造方法進(jìn)行說明。
[0164] "壓模及其制造方法"
[0165] <壓模的制造方法>
[0166] 以下,參照圖3對于通過對本發(fā)明的鋁母模、或由本發(fā)明的鋁母模的制造方法制 造的鋁母模的表面進(jìn)行陽極氧化來制造在表面形成有氧化覆膜的壓模的方法的一個例子 進(jìn)行說明,該氧化覆膜具有由平均間隔為可見光的波長以下的多個細(xì)孔形成的微細(xì)凹凸結(jié) 構(gòu)。
[0167] 本發(fā)明的壓模的制造方法為具有下述工序(a)的方法,優(yōu)選進(jìn)一步具有下述工序 (b)和工序(c),更優(yōu)選進(jìn)一步具有下述工序(d)?(f)。
[0168] (a)在電解液中對鋁母模進(jìn)行陽極氧化來在鋁母模的表面形成氧化覆膜的工序 (第1氧化覆膜形成工序)。
[0169] (b)在前述工序(a)之后,去除工序(a)中形成的氧化覆膜的工序(氧化覆膜去除 工序)。
[0170] (c)在前述工序(b)之后,在電解液中對鋁母模進(jìn)行再次陽極氧化來形成具有多 個細(xì)孔的氧化覆膜的工序(第2氧化覆膜形成工序)。
[0171] (d)在前述工序(c)或下述工序(e)之后,擴(kuò)大孔徑的工序(孔徑擴(kuò)大處理工序)。
[0172] (e)在前述工序(d)之后,在電解液中對鋁母模進(jìn)行再次陽極氧化的工序(氧化覆 膜再形成工序)。
[0173] (f)反復(fù)進(jìn)行前述工序(d)和前述工序(e)的工序(反復(fù)工序)。
[0174] 根據(jù)具有工序(a)?(f)的方法,在鏡面化的鋁母模的表面周期性地形成直徑從 開口部向深度方向慢慢縮小的錐狀細(xì)孔,結(jié)果可以得到在表面形成有具有多個細(xì)孔的氧化 覆膜的壓模。
[0175] 需要說明的是,在工序(a)之前,可以進(jìn)行去除鋁母模的表面的氧化覆膜的前處 理。作為去除氧化覆膜的方法,可列舉出在鉻酸/磷酸混合液中浸漬的方法等。
[0176] 另外,根據(jù)轉(zhuǎn)印了壓模的表面的材料的用途,可以不進(jìn)行工序(a)而從工序(c)開 始進(jìn)行,但細(xì)孔排列的規(guī)整性稍微降低。
[0177] 以下,對各工序進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0178] (工序(a))
[0179] 在工序(a)中,將鏡面化的鋁母模的表面在電解液中、恒定電壓下陽極氧化,如圖 3所示,在鋁母模10的表面形成具有細(xì)孔12的氧化覆膜14。
[0180] 作為電解液,可列舉出酸性電解液、堿性電解液,酸性電解液是優(yōu)選的。
[0181] 作為酸性電解液,可列舉出草酸、硫酸、磷酸、它們的混合物等。
[0182] 使用草酸作為電解液的情況下,草酸的濃度優(yōu)選為0. 7M以下。草酸的濃度超過 0. 7M時,陽極氧化時的電流值變得過高,有時氧化覆膜表面變粗糙。
[0183] 另外,陽極氧化時的電壓適宜設(shè)定在30?80V之間為佳。通過將陽極氧化時的電 壓設(shè)定為30?60V,從而可以得到在表面形成有如下的氧化覆膜的壓模,該氧化覆膜具有 平均間隔為l〇〇nm左右的規(guī)整性高的細(xì)孔。陽極氧化時的電壓比該范圍高或者低都有規(guī)整 性降低的傾向,有時平均間隔變得比可見光的波長大。
[0184] 電解液的溫度優(yōu)選為60°C以下、更優(yōu)選為45°C以下。電解液的溫度超過60°C時, 有產(chǎn)生所謂的被稱作"鍍層灰暗并有斑點(diǎn)"的現(xiàn)象的傾向,有時細(xì)孔損壞,有時表面溶解而 擾亂細(xì)孔的規(guī)整性。
[0185] 使用硫酸作為電解液的情況下,硫酸的濃度優(yōu)選為0. 7M以下。硫酸的濃度超過 0. 7M時,有時陽極氧化時的電流值變得過高而無法維持恒定電壓。
[0186] 另外,通過將陽極氧化時的電壓設(shè)定為25?30V,從而可以得到在表面形成有如 下的氧化覆膜的壓模,該氧化覆膜具有平均間隔為63nm左右的規(guī)整性高的細(xì)孔。陽極氧 化時的電壓比該范圍高或者低都有規(guī)整性降低的傾向,有時平均間隔變得比可見光的波長 大。
[0187] 電解液的溫度優(yōu)選為30°C以下、更優(yōu)選為20°C以下。電解液的溫度超過30°C時, 有產(chǎn)生所謂的被稱作"鍍層灰暗并有斑點(diǎn)"的現(xiàn)象的傾向,有時細(xì)孔損壞,有時表面溶解而 擾亂細(xì)孔的規(guī)整性。
[0188] 在工序(a)中,通過長時間實(shí)施陽極氧化所形成的氧化覆膜14變厚,可以提高細(xì) 孔12排列的規(guī)整性,此時通過將氧化覆膜14的厚度設(shè)定為0. 01?30 μ m,可進(jìn)一步抑制晶 界形成的微凹凸,可以得到更適于制造光學(xué)用途的物品的壓模。氧化覆膜14的厚度更優(yōu)選 為0. 05?10 μ m、進(jìn)一步優(yōu)選為1?3 μ m。氧化覆膜14的厚度可通過場發(fā)射型掃描電子 顯微鏡等來觀察。
[0189] (工序(b))
[0190] 在工序(a)之后,通過去除由工序(a)形成的氧化覆膜14,如圖3所示,形成與被 去除的氧化覆膜14的底部(被稱為阻隔層)對應(yīng)的周期性凹陷、即細(xì)孔發(fā)生點(diǎn)16。
[0191] 通過暫時去除已形成的氧化覆膜14、形成陽極氧化的細(xì)孔產(chǎn)生點(diǎn)16,可提高最終 形成的細(xì)孔的規(guī)整性(例如,參照益田,"應(yīng)用物理",2000年,第69卷,第5號,p. 558。)。
[0192] 作為去除氧化覆膜14的方法、可列舉出利用不溶解鋁、選擇性溶解氧化鋁的溶液 而去除的方法。作為這種溶液,例如可列舉出鉻酸/磷酸混合液等。
[0193] 工序(b)中,也可以去除氧化覆膜14的一部分,但通過完全去除氧化覆膜14從而 可以形成規(guī)整性更高的細(xì)孔。
[0194] (工序(c))
[0195] 在電解液中、恒定電壓下對形成了細(xì)孔發(fā)生點(diǎn)16的鋁母模10進(jìn)行再次陽極氧化, 再次形成氧化覆膜14。
[0196] 工序(c)中,可以在與工序(a)同樣的條件(電解液濃度、電解液溫度、化成電壓 (formation voltage)等)下進(jìn)行陽極氧化。
[0197] 由此,如圖3所示,可形成形成有圓柱狀細(xì)孔12的氧化覆膜14。在工序(c)中,陽 極氧化實(shí)施的時間越長,可得到的細(xì)孔越深,然而例如制造用于制造防反射物品等光學(xué)用 物品的壓模時,此時形成〇.〇1?〇.5μπι左右的氧化覆膜即可,不需要形成工序(a)中形成 的那樣厚的氧化覆膜。
[0198] (工序⑷)
[0199] 在工序(c)之后,進(jìn)行將工序(c)中形成的細(xì)孔12的直徑擴(kuò)大的孔徑擴(kuò)大處理, 如圖3所示,細(xì)孔12的直徑擴(kuò)大。
[0200] 作為孔徑擴(kuò)大處理的具體的方法,可列舉出在溶解氧化鋁的溶液中浸漬,通過將 工序(c)中形成的細(xì)孔的直徑蝕刻而使其擴(kuò)大的方法。作為這種溶液,例如可列舉出5質(zhì) 量%左右的磷酸水溶液等。工序(d)的時間越長,細(xì)孔的直徑越大。
[0201] (工序(e))
[0202] 如圖3所示,再次進(jìn)行陽極氧化,進(jìn)一步形成從圓柱狀的細(xì)孔12的底部向下延長 的直徑小的圓柱狀細(xì)孔12。
[0203] 陽極氧化可以在與工序(a)同樣的條件下進(jìn)行,也可以對條件進(jìn)行各種變更。陽 極氧化的時間越長則可得到深的細(xì)孔。
[0204] (工序(f))
[0205] 通過反復(fù)進(jìn)行工序(d)和工序(e),如圖3所示,細(xì)孔12的形狀為直徑從開口部向 深度方向慢慢縮小的錐形狀,結(jié)果可以得到在表面形成有具有周期性的多個細(xì)孔12的氧 化覆膜14的壓模18。
[0206] 通過適宜設(shè)定工序(d)和工序(e)的條件、例如陽極氧化的時間和孔徑擴(kuò)大處理 的時間,可形成各種形狀的細(xì)孔。因此,可以根據(jù)想要由壓模制造的物品的用途等來適宜設(shè) 定這些條件。例如,以短的間隔多次反復(fù)工序(d)和工序(e)則可以得到大致圓錐狀的細(xì) 孔。另外,通過調(diào)節(jié)工序(d)和工序(e)的時間,可以形成倒缽狀或尖銳狀的細(xì)孔,可以制造 改變?yōu)檫m當(dāng)形狀的壓模。另外,該壓模為制造防反射膜等防反射物品的模具時,通過如此適 當(dāng)設(shè)定條件,可以任意地變更細(xì)孔的平均間隔、深度,因而還可以設(shè)計最佳的折射率變化。
[0207] <壓模>
[0208] 這樣制造的壓模形成了大量的周期性的細(xì)孔,結(jié)果具有鋁母模、和在該鋁母模的 表面形成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0209] 鋁母模的鎂的含量為0. 1?3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和鎂以外 的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下,且該壓模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的硅化 鎂的個數(shù)為10個/1000 μ m2以下。
[0210] 微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的細(xì)孔間的平均間隔為可見光的波長以下、即400nm以下時,成為 所謂的蛾眼結(jié)構(gòu)。
[0211] 細(xì)孔間的平均間隔大于400nm時發(fā)生可見光的散射,因此無法體現(xiàn)充分的防反射 功能,不適合制造防反射膜等防反射物品。
[0212] 細(xì)孔間的平均間隔是通過電子顯微鏡觀察測定50處相鄰的細(xì)孔間的間隔(細(xì)孔 的中心距與其相鄰的細(xì)孔的中心的距離)并將它們的值平均而得到的。
[0213] 壓模為制造防反射膜等防反射物品的模具時,細(xì)孔間的平均間隔為可見光的波長 以下,并且細(xì)孔的深度優(yōu)選為50nm以上、更優(yōu)選為lOOnm以上。細(xì)孔的深度若為50nm以上, 則通過壓模的表面的轉(zhuǎn)印而形成的光學(xué)用途的物品表面、即轉(zhuǎn)印面的反射率降低。從反射 防止膜上設(shè)置的突起(凸部)的機(jī)械強(qiáng)度的觀點(diǎn)來看,細(xì)孔的深度優(yōu)選為400nm以下、更優(yōu) 選為300nm以下。
[0214] 細(xì)孔的深度是通過電子顯微鏡觀察的過程中測定50處從細(xì)孔的開口部直至最深 部為止的距離并將這些值平均而得到的。
[0215] 壓模的細(xì)孔的深寬比(深度/平均間隔)優(yōu)選為0. 5?5. 0、更優(yōu)選為0. 8?4. 5、 特別優(yōu)選為1. 2?4. 0。深寬比若為0. 5以上,則可形成反射率低的轉(zhuǎn)印面,其入射角依賴 性、波長依賴性也充分減小。深寬比大于5. 0時,有轉(zhuǎn)印面的機(jī)械強(qiáng)度降低的傾向。
[0216] 壓模的形成有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面可以實(shí)施脫模處理,使得脫模變得容易。作為 脫模處理方法,例如可列舉出涂布聚硅氧烷系聚合物、氟聚合物的方法;蒸鍍氟化合物的方 法;涂布氟系或氟聚硅氧烷系的硅烷偶聯(lián)劑的方法等。
[0217] <作用效果>
[0218] 根據(jù)以上說明的壓模的制造方法,對上述的本發(fā)明的鋁母模、或由本發(fā)明的鋁母 模的制造方法制造的鋁母模進(jìn)行陽極氧化處理而得到,因而可以制造第2相顆粒的脫落等 造成的凹狀缺陷受到抑制的壓模。
[0219] 如此得到的壓模的表面的凹狀缺陷少,從而可以制造凸?fàn)钊毕萆俚霓D(zhuǎn)印物。
[0220] "物品的制造方法"
[0221] 本發(fā)明的物品的制造方法是使用上述的本發(fā)明的壓模、或由本發(fā)明的壓模的制造 方法制造的壓模,將壓模表面形成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品主體的表面的方法。
[0222] 具體而言,通過在本發(fā)明的壓模與物品主體之間填充活性能量射線固化性樹脂組 合物,對其照射活性能量射線使之固化,在物品主體的表面形成轉(zhuǎn)印了壓模的微細(xì)凹凸結(jié) 構(gòu)的固化樹脂層,將表面形成了固化樹脂層的物品主體從壓模剝離的方法(所謂的光壓印 法),從而得到表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品(轉(zhuǎn)印物)。
[0223] <物品主體>
[0224] 作為物品主體的材料,由于夾著物品主體來進(jìn)行活性能量射線的照射,所以優(yōu)選 透明性高的材料,例如可列舉出:聚碳酸酯、聚苯乙烯系樹脂、聚酯、丙烯酸系樹脂、纖維素 系樹脂(三醋酸纖維素等)、聚烯烴、玻璃等。
[0225] 另外,作為物品主體的形狀,可舉出薄膜、片、注射成型品、壓制成型品等。
[0226] <制造裝置>
[0227] 表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品例如使用圖4所示的制造裝置如下來制造。
[0228] 由罐22向表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)(圖示略)的輥狀壓模20與沿著輥狀壓模20 的表面移動的帶狀薄膜(物品主體)42之間供給活性能量射線固化性樹脂組合物38。
[0229] 在輥狀壓模20與通過氣壓缸24調(diào)整了夾持壓力的夾輥26之間,夾壓薄膜42和 活性能量射線固化性樹脂組合物38,使活性能量射線固化性樹脂組合物38均勻地遍布在 薄膜42與輥狀壓模20之間,同時填充到壓模20的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的細(xì)孔內(nèi)。
[0230] 從設(shè)置于輥狀壓模20下方的活性能量射線照射裝置28透過薄膜42對活性能量 射線固化性樹脂組合物38照射活性能量射線,使活性能量射線固化性樹脂組合物38固化, 從而形成轉(zhuǎn)印了輥狀壓模20的表面的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的固化樹脂層44。
[0231] 使用剝離輥30,從輥狀壓模20上剝離表面形成有固化樹脂層44的薄膜42,得到 表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品40。
[0232] 作為活性能量射線照射裝置28,可列舉出高壓汞燈、金屬鹵化物燈等。
[0233] 活性能量射線照射的光照射能量優(yōu)選為100?lOOOOmJ/cm2。
[0234] <物品 >
[0235] 圖5是表示由本發(fā)明的制造方法得到的表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品40的一個 例子的截面圖。
[0236] 固化樹脂層44是由后述的活性能量射線固化性樹脂組合物的固化物形成的膜, 表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0237] 使用本發(fā)明的壓模時的物品40的表面的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)是將壓模的氧化覆膜的表 面的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印而形成的,具有由活性能量射線固化性樹脂組合物的固化物形成的 多個凸部(突起)46。
[0238] 作為微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),優(yōu)選大致圓錐形狀、棱錐形狀等的凸部(突起)多個排列而成 的所謂的蛾眼結(jié)構(gòu)。已知突起間的間隔為可見光的波長以下的蛾眼結(jié)構(gòu)由于折射率從空氣 的折射率向材料的折射率連續(xù)增大,因此是有效的防反射的手段。
[0239] 凸部間的平均間隔優(yōu)選為可見光的波長以下,即400nm以下。使用本發(fā)明的壓模 形成凸部時,由于凸部間的平均間隔為l〇〇nm左右,因此更優(yōu)選為200nm以下、特別優(yōu)選為 150nm以下。
[0240] 另外,從形成凸部的難易度的觀點(diǎn)來看,凸部間的平均間隔優(yōu)選為20nm以上。
[0241] 凸部間的平均間隔是通過電子顯微鏡觀察,測定50處相鄰的凸部間的間隔(從凸 部的中心到相鄰的凸部的中心的距離),將這些值平均而得到的。
[0242] 平均間隔為lOOnm時,凸部的高度優(yōu)選為80?500nm,更優(yōu)選為120?400nm,特 別優(yōu)選為150?300nm。如果凸部的高度為80nm以上,則反射率充分變低,且反射率的波長 依賴性小。如果凸部的高度為500nm以下,則凸部的耐擦傷性變得良好。
[0243] 凸部的高度是利用電子顯微鏡以倍率30000倍觀察的過程中測定凸部的最頂部 與存在于凸部間的凹部的最底部之間的距離而得到的值。
[0244] 凸部的高寬比(凸部的高度/凸部間的平均間隔)優(yōu)選為0.5?5.0,更優(yōu)選為 0.8?4. 5,特別優(yōu)選為1.2?4.0。如果凸部的高寬比為0.5以上,可充分地作為超親水性 膜或超憎水性膜使用。如果凸部的高寬比為5. 0以下,則凸部的耐擦傷性變得良好。
[0245] 凸部的形狀優(yōu)選是與高度方向正交的方向的凸部截面積從最表面向深度方向連 續(xù)增加的形狀,即凸部的高度方向的截面形狀優(yōu)選是三角形、梯形、倒缽形等形狀。
[0246] 然而,已知的是,表面上具有蛾眼結(jié)構(gòu)時,若該表面由疏水性的材料形成,則通過 荷葉效應(yīng)可得到超憎水性,若該表面由親水性的材料形成,則可得到超親水性。
[0247] 固化樹脂層44的材料為疏水性時的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面的水接觸角優(yōu)選為90° 以上,更優(yōu)選為110°以上,特別優(yōu)選為120°以上。如果水接觸角為90°以上,則不容易附 著水漬,因此可發(fā)揮充分的防污性。另外,不易附著水,因此可以期待防止結(jié)冰。
[0248] 固化樹脂層44的材料為親水性時的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面的水接觸角優(yōu)選為25° 以下、更優(yōu)選為23°以下、特別優(yōu)選為2Γ以下。如果水接觸角為25°以下,則表面附著的 污物被水沖走,并且不易附著油污,因此能夠發(fā)揮充分的防污性。從抑制因固化樹脂層44 吸水而引起的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的變形、隨其而來的反射率升高的方面考慮,該水接觸角優(yōu)選 為3°以上。
[0249] <活性能量射線固化性樹脂組合物>
[0250] 活性能量射線固化性樹脂組合物含有聚合性化合物和聚合引發(fā)劑。
[0251] 作為聚合性化合物,可列舉出分子中具有自由基聚合性鍵和/或陽離子聚合性鍵 的單體、低聚物、反應(yīng)性聚合物等。
[0252] 作為具有自由基聚合性鍵的單體,可列舉出單官能單體、多官能單體。
[0253] 作為單官能單體,可列舉出(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)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基) 丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸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)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基) 丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸縮水甘 油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲 基)丙烯酸羥丙酯、(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)丙烯酸酯衍生物;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈;苯乙烯、α -甲基苯乙烯等苯乙烯 衍生物;(甲基)丙烯酰胺、Ν-二甲基(甲基)丙烯酰胺、Ν-二乙基(甲基)丙烯酰胺、二 甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺衍生物等。
[0254] 它們可以單獨(dú)使用1種、也可以2種以上一起使用。
[0255] 作為多官能單體,可列舉出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯 酸酯、異氰脲酸環(huán)氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二 醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、 1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基) 丙烯酸酯、2, 2-雙(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2, 2-雙(4-(甲基)丙烯 酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2, 2-雙(4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)苯基)丙 烷、1,2-雙(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)乙烷、1,4-雙(3-(甲基)丙烯酰氧 基-2-羥基丙氧基)丁烷、二羥甲基三環(huán)癸烷二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的環(huán)氧乙烷加成 物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的環(huán)氧丙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、羥基新戊酸新戊二 醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、亞甲基雙丙烯酰胺等二官能性單體;季戊四醇三(甲 基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧乙烷改性三(甲基) 丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧丙烷改性三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧乙烷改性三丙烯酸 酯、異氰脲酸環(huán)氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯等三官能單體;琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙 烯酸的縮合反應(yīng)混合物、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、 二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯等四官能以上的單體; 二官能以上的氨基甲酸酯丙烯酸酯、二官能以上的聚酯丙烯酸酯等。
[0256] 它們可以單獨(dú)使用1種、也可以2種以上一起使用。
[0257] 作為具有陽離子聚合性鍵的單體,可列舉出具有環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁基、噁唑基、乙 烯氧基等的單體,特別優(yōu)選具有環(huán)氧基的單體。
[0258] 作為低聚物或反應(yīng)性聚合物,可列舉出:不飽和二羧酸和多元醇的縮合物等不飽 和聚酯類;聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧 (甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、陽離子聚合型環(huán)氧化合物、側(cè)鏈具有自由 基聚合性鍵的上述單體的均聚物或共聚物等。
[0259] 利用光固化反應(yīng)時,作為光聚合引發(fā)劑,例如可列舉出:苯偶姻、苯偶姻 甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚、苯偶酰、二苯甲酮、對甲氧基二苯 甲酮、2, 2-二乙氧基苯乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苯甲酰甲酸甲酯 (methylphenylglyoxylate)、苯甲酰甲酸乙酯、4,f -雙(二甲氨基)二苯甲酮、2-輕基 2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等羰基化合物;一硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四甲基秋蘭姆等 硫化合物;2, 4, 6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、苯甲?;已趸趸⒌取?br> [0260] 這些可以單獨(dú)使用一種或組合使用兩種以上。
[0261] 利用電子射線固化反應(yīng)時,作為聚合引發(fā)劑,例如可列舉出:二苯甲酮、4, 4-雙 (二乙氨基)二苯甲酮、2, 4, 6-三甲基二苯甲酮、鄰苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、叔 丁基蒽醌、2-乙基蒽醌、2, 4-二乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2, 4-二氯噻噸酮等噻噸酮;二 乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷1-酮、苯偶酰二甲基縮酮、1-羥基環(huán)己基-苯 基酮、2-甲基-2-嗎啉代(4-硫代甲基苯基)丙烷-1-酮、2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎 啉代苯基)-丁酮等苯乙酮;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚等苯偶 姻醚;2, 4, 6-三甲基苯甲?;交趸ⅰ㈦p(2, 6-二甲氧基苯甲?;?2, 4, 4-三甲基 戊基氧化膦、雙(2, 4, 6-三甲基苯甲?;?苯基氧化膦等酰基氧化膦;苯甲酰甲酸甲酯; 1,7-二吖啶基庚烷、9-苯基吖啶等。
[0262] 這些可以單獨(dú)使用一種或組合使用兩種以上。
[0263] 利用熱固化反應(yīng)時,作為熱聚合引發(fā)劑,例如可列舉出:甲基乙基酮過氧化物、過 氧化苯甲酰、二枯基過氧化物、叔丁基過氧化氫、異丙苯過氧化氫、過氧化辛酸叔丁酯、過氧 化苯甲酸叔丁酯、過氧化月桂酰等有機(jī)過氧化物;偶氮二異丁腈等偶氮系化合物;在前述 有機(jī)過氧化物中組合N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基對甲苯胺等胺而成的氧化還原聚合引 發(fā)劑等。
[0264] 相對于100質(zhì)量份聚合性化合物,聚合引發(fā)劑的量優(yōu)選為0. 1?10質(zhì)量份。聚合 引發(fā)劑的量低于0. 1質(zhì)量份時,難以進(jìn)行聚合。聚合引發(fā)劑的量超過10質(zhì)量份時,有時固 化膜著色或機(jī)械強(qiáng)度降低。
[0265] 活性能量射線固化性樹脂組合物根據(jù)需要還可以含有非反應(yīng)性的聚合物、活性能 量射線溶膠凝膠反應(yīng)性組合物、防靜電劑、用于提高防污性的氟化合物等添加劑、微粒、少 量的溶劑。
[0266] 作為非反應(yīng)性的聚合物,可列舉出丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、聚氨酯、纖維素 系樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚酯、熱塑性彈性體等。
[0267] 作為活性能量射線溶膠凝膠反應(yīng)性組合物,可列舉出烷氧基硅烷化合物、硅酸烷 基醋化合物等。
[0268] 作為烷氧基硅烷化合物,可列舉出四甲氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四正丙氧基硅 燒、四正丁氧基娃燒、四仲丁氧基娃燒、四叔丁氧基娃燒、甲基二乙氧基娃燒、甲基二丙氧基 娃燒、甲基二丁氧基娃燒、-甲基-甲氧基娃燒、-甲基-乙氧基娃燒、二甲基乙氧基娃燒、 二甲基甲氧基娃燒、二甲基丙氧基娃燒、二甲基丁氧基娃燒等。
[0269] 作為硅酸烷基酯化合物,可列舉出硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸異丙酯、硅酸正丙酯、 娃酸正丁酯、娃酸正戊酯、乙?;匏狨ィ╝cetyl silicate)等。
[0270] (疏水性材料)
[0271] 為了使固化樹脂層的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面的水接觸角為90°以上,作為能形成疏 水性的材料的活性能量射線固化性樹脂組合物,優(yōu)選使用包含含氟化合物或聚硅氧烷系化 合物的組合物。
[0272] 含氟化合物:
[0273] 作為含氟化合物,可列舉出含氟單體、含氟硅烷偶聯(lián)劑、含氟表面活性劑、含氟聚 合物等。
[0274] 作為含氟單體,可列舉出氟烷基取代的乙烯基單體、氟烷基取代的開環(huán)聚合性單 體等。
[0275] 作為氟烷基取代的乙烯基單體,可列舉出氟烷基取代的(甲基)丙烯酸酯、氟烷基 取代的(甲基)丙烯酰胺、氟烷基取代的乙烯基醚、氟烷基取代的苯乙烯等。
[0276] 作為氟烷基取代的開環(huán)聚合性單體,可列舉出氟烷基取代的環(huán)氧化合物、氟烷基 取代的氧雜環(huán)丁烷化合物、氟烷基取代的噁唑啉化合物等。
[0277] 作為含氟硅烷偶聯(lián)劑,可列舉出3, 3, 3-三氟丙基三甲氧基硅烷、3, 3, 3-三氟丙基 二乙醜氧基娃燒、二甲基-3, 3, 3-二氟丙基甲氧基娃燒、十二氟-1,1,2, 2-四氫半基二乙氧 基娃燒等。
[0278] 作為含氟表面活性劑,可列舉出含氟烷基的陰離子系表面活性劑、含氟烷基的陽 離子系表面活性劑等。
[0279] 作為含氟聚合物,可列舉出含氟烷基的單體的聚合物、含氟烷基的單體與含聚 (氧亞烷基)的單體的共聚物、含氟烷基的單體與含交聯(lián)反應(yīng)性基團(tuán)的單體的共聚物等。含 氟聚合物也可以是含氟烷基的單體與可共聚合的其他單體的共聚物。
[0280] 聚硅氧烷系化合物:
[0281] 作為聚硅氧烷系化合物,可列舉出(甲基)丙烯酸改性聚硅氧烷、硅樹脂、聚硅氧 燒系娃燒偶聯(lián)劑等。
[0282] 作為(甲基)丙烯酸改性聚硅氧燒,可列舉出聚硅氧烷(二)(甲基)丙烯酸酯等, 優(yōu)選使用例如信越化學(xué)工業(yè)公司制造的聚硅氧烷二丙烯酸酯"x-22-164" "x-22-1602"等。
[0283] (親水性材料)
[0284] 為了使固化樹脂層的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面的水接觸角為25°以下,作為能形成親 水性的材料的活性能量射線固化性樹脂組合物,優(yōu)選使用至少含有親水性單體的組合物。 另外,從賦予耐擦傷性、耐水性的觀點(diǎn)來看,更優(yōu)選含有可交聯(lián)的多官能單體。需要說明的 是,親水性單體與能交聯(lián)的多官能單體可以相同(即,親水性多官能單體)。進(jìn)而,活性能量 射線固化性樹脂組合物還可以包含其它的單體。
[0285] 作為能形成親水性的材料的活性能量射線固化性樹脂組合物,更優(yōu)選使用包含4 官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯、2官能以上的親水性(甲基)丙烯酸酯、根據(jù)需要使 用的單官能單體的組合物。
[0286] 作為4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯,可列舉出雙(三羥甲基丙烷)四 (甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、 二季戊四醇羥基五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸/三羥甲基 乙烷/丙烯酸的摩爾比1:2:4的縮合反應(yīng)混合物、氨基甲酸酯丙烯酸酯類(DAICEL-CYTEC Company LTD.制造:EBECRYL220、EBECRYL1290、EBECRYL1290K、EBECRYL5129、EBECRYL8210、 EBECRYL8301、KRM8200)、聚醚丙烯酸酯類(DAICEL-CYTEC Company LTD.制造,EBECRYL81)、 改性環(huán)氧丙烯酸酯類(DAICEL-CYTEC Company LTD.制造,EBECRYL3416)、聚酯丙烯酸酯類 (DAICEL-CYTEC Company LTD.制造:EBECRYL450、EBECRYL657、EBECRYL800、EBECRYL810、 EBECRYL811、EBECRYL812、EBECRYL1830、EBECRYL845、EBECRYL846、EBECRYL1870)等。這些 可以單獨(dú)使用一種或組合使用兩種以上。
[0287] 作為4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯,更優(yōu)選5官能以上的多官能(甲基) 丙烯酸酯。
[0288] 相對于構(gòu)成活性能量射線固化性樹脂組合物的全部單體的合計,4官能以上的多 官能(甲基)丙烯酸酯的比例優(yōu)選為10?90質(zhì)量%,更優(yōu)選為20?90質(zhì)量%,特別優(yōu)選 為30?90質(zhì)量%。4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯的比例為10質(zhì)量%以上時,彈 性模量變高,耐擦傷性提高。4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯的比例為90質(zhì)量%以 下時,表面不易產(chǎn)生小的龜裂,不易導(dǎo)致外觀不良。
[0289] 作為2官能以上的親水性(甲基)丙烯酸酯,可列舉出ARONIX M-240、AR0NIX M260(東亞合成公司制造 )、NK ESTER AT-20E、NK ESTER ATM-35E (新中村化學(xué)公司制造) 等具有長鏈聚乙二醇的多官能丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯等。這些可以單獨(dú)使用 一種或組合使用兩種以上。
[0290] 在聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中,1分子內(nèi)存在的聚乙二醇鏈的平均重復(fù)單元總計 優(yōu)選為6?40,更優(yōu)選為9?30,特別優(yōu)選為12?20。如果聚乙二醇鏈的平均重復(fù)單元 為6以上,則親水性變得充分,防污性提高。如果聚乙二醇鏈的平均重復(fù)單元為40以下,則 與4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯的相容性變得良好,活性能量射線固化性樹脂組 合物不容易分離。
[0291] 相對于構(gòu)成活性能量射線固化性樹脂組合物的全部單體的合計,2官能以上的親 水性(甲基)丙烯酸酯的比例優(yōu)選為3?90質(zhì)量%,更優(yōu)選為3?70質(zhì)量%。2官能以上 的親水性(甲基)丙烯酸酯的比例為3質(zhì)量%以上時,親水性變得充分,防污性提高。2官 能以上的親水性(甲基)丙烯酸酯的比例為90質(zhì)量%以下時,彈性模量變高,耐擦傷性提 商。
[0292] 作為單官能單體,優(yōu)選親水性單官能單體。
[0293] 作為親水性單官能單體,可列舉出M-20G、M-90G、M-230G(新中村化學(xué)公司制造) 等的酯基上具有聚乙二醇鏈的單官能(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸羥烷基酯等的酯 基上具有羥基的單官能(甲基)丙烯酸酯、單官能丙烯酰胺類、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基 銨甲基硫酸鹽、甲基丙烯酰氧基乙基三甲基銨甲基硫酸鹽等陽離子性單體類等。
[0294] 另外,作為單官能單體,還可以使用丙烯酰基嗎啉、乙烯基吡咯烷酮等粘度調(diào)節(jié) 齊U;提高對物品主體的密合性的丙烯?;惽杷狨ヮ惖让芎闲愿纳苿┑?。
[0295] 相對于構(gòu)成活性能量射線固化性樹脂組合物的全部單體的合計,單官能單體的比 例優(yōu)選為〇?20質(zhì)量%,更優(yōu)選為5?15質(zhì)量%。通過使用單官能單體,基材與固化樹脂 的密合性提高。單官能單體的比例為20質(zhì)量%以下時,會充分地體現(xiàn)出防污性或耐擦傷 性,而不會出現(xiàn)4官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯或2官能以上的親水性(甲基)丙 烯酸酯不足的情況。
[0296] 單官能單體可以以1種或2種以上(共)聚合得到的低聚合度的聚合物的形式在 活性能量射線固化性樹脂組合物中配混〇?35質(zhì)量份。作為低聚合度的聚合物,可列舉出 M-230G(新中村化學(xué)公司制造)等的酯基上具有聚乙二醇鏈的單官能(甲基)丙烯酸酯類 與甲基丙烯酰胺基丙基三甲基銨甲基硫酸鹽的40/60共聚低聚物(MRC UNITEC Co.,Ltd. 制造,MG聚合物)等。
[0297] <作用效果>
[0298] 根據(jù)以上說明的本發(fā)明的物品的制造方法,使用對上述本發(fā)明的鋁母模、或由本 發(fā)明的鋁母模的制造方法制造的鋁母模進(jìn)行陽極氧化處理而得到的壓模。該壓模的表面的 凹狀缺陷受到抑制,所以根據(jù)本發(fā)明,可以得到凸?fàn)钊毕荩ɡ鐖D6所示的凸?fàn)钊毕荩ㄌ枪?狀缺陷)D)少的物品。具體而言,容易得到當(dāng)量直徑為500nm以上的凸?fàn)钊毕莸膫€數(shù)為20 個/1000 μ m2以下的物品。
[0299] 通過本發(fā)明得到的物品由于表面的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),因而發(fā)揮防反射性能、憎水性 能等各種性能。作為物品的用途,可列舉出防反射物品、防霧性物品、防污性物品、疏水性物 品,更具體地列舉出顯示器用防反射、汽車儀表(meter cover)、汽車鏡、汽車窗、有機(jī)或無 機(jī)電致發(fā)光的光提取效率提高構(gòu)件、太陽能電池構(gòu)件等。
[0300] 例如物品為防反射物品時,該防反射物品具有:作為物品主體的透明基材,在該透 明基材上形成的、由平均間隔為可見光的波長以下的多個突起構(gòu)成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
[0301] 另外,該防反射物品由于使用上述壓模制造,因此微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面上的當(dāng) 量直徑為500nm以上的凸?fàn)钊毕莸膫€數(shù)易于控制在20個/1000 μ m2以下,優(yōu)選在10個 /ΙΟΟΟμπι2以下。另外,霧度易為0.5%以下,優(yōu)選為0.3%以下。
[0302] 此處,"透明"是指透過活性能量射線。
[0303] 實(shí)施例
[0304] 以下,通過實(shí)施例具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。
[0305] "實(shí)施例1"
[0306] <鋁母模的制造>
[0307] 向純度99. 995質(zhì)量%的Α1中添加1. 14質(zhì)量%的Mg并熔解。用508mm厚X 1110mm 寬的DC鑄造鑄模,在鑄造溫度680°C、鑄造速度52mm/分鐘、冷卻水量230L/分鐘/每lm鑄 模長度的鑄造條件下,將該熔液鑄造成長度3850mm的鑄錠(鋁母模原材料)(鑄造工序)。
[0308] 該鑄造過程中,向流入鑄模的熔液中連續(xù)地添加微細(xì)化劑(Al-Ti-B),使Ti的含 量與添加前相比上升至8ppm、B的含量與添加前相比上升至2ppm,制成A1的純度(含量)為 98. 86質(zhì)量%、Si的含量為14質(zhì)量ppm、Fe的含量為6質(zhì)量ppm、Ti的含量為8質(zhì)量ppm、 B的含量為4質(zhì)量ppm、其它元素的含量總計為14質(zhì)量ppm的鑄錠。所得到的鑄錠的平均 晶體粒徑為140 μ m。將鋁母模原材料的成分組成示于表1。
[0309] 需要說明的是,鑄錠的"平均晶體粒徑"是指對鑄錠的被加工面中任意選擇100個 以上的晶粒算出的圓換算直徑的平均值。可以用光學(xué)顯微鏡等進(jìn)行被加工面的晶粒的觀 察,圓換算直徑的平均值使用NIPPON ROPER K.K.制造的"Image-Pro PLUS"的圖像分析軟 件求出。
[0310] 接著,從所得到的鑄錠中切出331mmX331mmX508mm大小的鋁合金,將其作為鍛 造原材料。將該鍛造原材料加熱(預(yù)熱)至373°C,進(jìn)行0. 75U- (1. 5S-2/3U) X 3次循環(huán)的第 1次熱鍛,在347°C結(jié)束。接著,進(jìn)行再加熱(再預(yù)熱)至361°C,然后進(jìn)行(1.5S-2/3U)X3 次循環(huán)的第2次熱鍛,在329 °C結(jié)束。
[0311] 將熱鍛后的鍛造原材料冷卻至35°C,然后進(jìn)行(1. 5S-2/3U) X 2次循環(huán)-3. 1S的冷 鍛,制成小245111111\118〇1111^的形狀并在1451:結(jié)束(塑性加工工序)。將熱鍛和冷鍛的條 件等示于表2。
[0312] 接著,將冷鍛后的鍛造原材料切斷成350mmL,將其以升溫速度50°C /小時的條件 升溫至400°C,在400°C下保持1小時進(jìn)行熱處理(熱處理工序),進(jìn)而進(jìn)行水冷(冷卻工 序),得到鋁母模。需要說明的是,冷卻工序中的冷卻速度為約l〇〇〇〇°C /小時。
[0313] 對于熱處理工序前后的鋁母模,如下觀察第2相顆粒。
[0314] 首先,從熱處理工序前的鋁母模中采取20mmX20mmX 20mm大小的試樣,觀察第2 相顆粒(Mg2Si),結(jié)果未觀察到Mg2Si的析出。其中,用砂紙對試樣進(jìn)行機(jī)械研磨,然后用離 子切片機(jī)制成薄片試樣,用TEM進(jìn)行第2相顆粒的觀察。
[0315] 另外,使用掃描型電子顯微鏡(SEM)反射電子圖像進(jìn)行Mg2Si的定量化,結(jié)果鋁母 模的表面上的當(dāng)量直徑為l〇nm以上的Mg 2Si的個數(shù)在熱處理工序前的鋁母模的情況下為0 個/1000 μ m2、在熱處理工序后的鋁母模的情況下為0. 3個/1000 μ m2。
[0316] 此外,對于熱處理工序后的鋁母模的平均晶體粒徑,用與鑄錠的平均晶體粒徑同 樣的方法進(jìn)行測定,結(jié)果為134 μ m。
[0317] < 評價 >
[0318] (壓模的制造)
[0319] 使用所得到的鋁母模,進(jìn)行上述工序(a)?(f),得到在表面形成有陽極氧化鋁的 板狀的壓模,所述陽極氧化鋁具有平均間隔l〇〇nm、深度150nm的大致圓錐形狀的多個細(xì) 孔。
[0320] 將所得到的壓模浸漬在0PT00L DSX(Daikin Industries, Ltd.制造)的0. 1質(zhì) 量%稀釋溶液中,風(fēng)干一晚,用脫模劑對陽極氧化鋁的表面進(jìn)行處理。
[0321] 需要說明的是,陽極氧化鋁的細(xì)孔如下測定。
[0322] 削掉陽極氧化鋁的一部分,在截面蒸鍍鉬1分鐘,使用場發(fā)射型掃描電子顯微鏡 (日本電子公司制造、JSM-7400F),在加速電壓3. 00kV的條件下觀察截面,測定細(xì)孔間的間 隔、細(xì)孔的深度。各測定分別對50處進(jìn)行,求出平均值。
[0323] (活性能量射線固化性樹脂組合物的制備)
[0324] 琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙烯酸的摩爾比1 :2 :4的縮合反應(yīng)混合物45質(zhì)量份、
[0325] 1,6-己二醇二丙烯酸酯(大阪有機(jī)化學(xué)工業(yè)公司制造)45質(zhì)量份、
[0326] 自由基聚合性硅油(信越化學(xué)工業(yè)公司制造、X-22-1602) 10質(zhì)量份、
[0327] 1_ 輕基環(huán)己基苯基麗(Ciba Specialty Chemicals Inc.制造 、Irgacure (注冊商 標(biāo))184)3質(zhì)量份、
[0328] 雙(2, 4, 6_三甲基苯甲醜基)_苯基氧化勝(Ciba Specialty Chemicals Inc.制 造 、Irgacure (注冊商標(biāo))819) 0· 2質(zhì)量份,
[0329] 將上述物質(zhì)混合,得到活性能量射線固化性樹脂組合物。
[0330] (物品的制造)
[0331] 在壓模的表面涂布活性能量射線固化性樹脂組合物,在其上覆蓋厚度10〇ym的 丙烯酸薄膜(三菱麗陽株式會社制造、HBK003)。
[0332] 使用紫外線照射機(jī)(融合燈D球管(fusion lamp D bulb))以累積光量lOOOmJ/ cm2透過薄膜照射紫外線,進(jìn)行活性能量射線固化性樹脂組合物的固化之后,從壓模分離, 得到在表面形成了厚度10 μ m的固化樹脂層的物品(轉(zhuǎn)印物),所述固化樹脂層在表面具有 由多個圓錐臺形狀的凸部構(gòu)成的凹凸結(jié)構(gòu)。
[0333] 凸部間的平均間隔為100nm,凸部的高度為約150nm,凸部的底部的寬度為100nm。
[0334] 需要說明的是,固化樹脂層的凸部如下測定。
[0335] 在固化樹脂層的斷裂面蒸鍍鉬10分鐘,與陽極氧化鋁的細(xì)孔的測定同樣地觀察 截面,測定凸部間的間隔、凸部的高度。各測定分別對50處進(jìn)行,求出平均值。
[0336] 對所得到的物品的表面進(jìn)行SEM觀察,測定圖6所示的凸?fàn)钊毕荩ㄌ枪麪钊毕荩〥 的個數(shù)。進(jìn)行5次測定,求出平均值。
[0337] 另外,使用基于 ISO 13468-1 :1996 (JIS K 7361-1 :1997)的霧度儀(Suga Test Instruments Co.,Ltd.制造),對所得到的物品的霧度進(jìn)行測定。
[0338] 將這些結(jié)果示于表3。
[0339] "實(shí)施例2"
[0340] 向純度99. 995質(zhì)量%的A1中添加0· 28質(zhì)量%的Mg并熔解。用508mm厚X 1110mm 寬的DC鑄造鑄模,在鑄造溫度680°C、鑄造速度52mm/分鐘、冷卻水量230L/分鐘/每lm鑄 模長度的鑄造條件下,將該熔液鑄造成長度3850mm的鑄錠(鋁母模原材料)(鑄造工序)。
[0341] 該鑄造過程中,向流入鑄模的熔液中連續(xù)地添加微細(xì)化劑(Al-Ti-B),使Ti的含 量與添加前相比上升至8ppm、B的含量與添加前相比上升至2ppm,制成A1的純度(含量) 為99. 72質(zhì)量%、Si的含量為13質(zhì)量ppm、Fe的含量為5質(zhì)量ppm、Ti的含量為10質(zhì)量 ppm、B的含量為4質(zhì)量ppm、其它元素的含量總計為19質(zhì)量ppm的鑄錠。所得到的鑄錠的 平均晶體粒徑為140 μ m。將鋁母模原材料的成分組成示于表1。
[0342] 接著,從所得到的鑄錠中切出331mmX331mmX508mm大小的鋁合金,將其作為鍛 造原材料。將該鍛造原材料加熱(預(yù)熱)至370°C,進(jìn)行0. 75U- (1. 5S-2/3U) X 3次循環(huán)的第 1次熱鍛,在330°C結(jié)束。接著,進(jìn)行再加熱(再預(yù)熱)至360°C,然后進(jìn)行(1.5S-2/3U)X3 次循環(huán)的第2次熱鍛,在320°C結(jié)束。
[0343] 將熱鍛后的鍛造原材料冷卻至28°C,然后進(jìn)行(1. 5S-2/3U) X 2次循環(huán)-3. IS的冷 鍛,制成小245111111\118〇1111^的形狀并在13〇1:結(jié)束(塑性加工工序)。將熱鍛和冷鍛的條 件等示于表2。
[0344] 接著,使用冷鍛后的鍛造原材料,與實(shí)施例1同樣地操作,進(jìn)行熱處理工序和冷卻 工序,得到鋁母模。
[0345] 對于熱處理工序前后的鋁母模,與實(shí)施例1同樣地操作,觀察第2相顆粒,結(jié)果未 觀察到Mg 2Si的析出。
[0346] 另外,使用SEM反射電子圖像進(jìn)行Mg2Si的定量化,結(jié)果鋁母模的表面上的當(dāng)量直 徑為10nm以上的Mg 2Si的個數(shù)在熱處理工序前的鋁母模的情況下為1. 2個/1000 μ m2、在 熱處理工序后的鋁母模的情況下為0. 3個/1000 μ m2。
[0347] 此外,對于熱處理工序后的鋁母模的平均晶體粒徑,用與鑄錠的平均晶體粒徑同 樣的方法進(jìn)行測定,結(jié)果為166 μ m。
[0348] 另外,使用所得到的鋁母模,與實(shí)施例1同樣地制作壓模、制造物品、計測凸?fàn)钊?陷的個數(shù)、測定霧度。將這些結(jié)果示于表3。
[0349] "比較例1"
[0350] 向純度99. 995質(zhì)量%的A1中添加1 · 04質(zhì)量%的Mg并熔解。用508mm厚X 1110mm 寬的DC鑄造鑄模,在鑄造溫度680°C、鑄造速度52mm/分鐘、冷卻水量230L/分鐘/每lm鑄 模長度的鑄造條件下,將該熔液鑄造成長度3850mm的鑄錠(鋁母模原材料)(鑄造工序)。
[0351] 該鑄造過程中,向流入鑄模的熔液中連續(xù)地添加微細(xì)化劑(Al-Ti-B),使Ti的含 量與添加前相比上升至8ppm、B的含量與添加前相比上升至2ppm,制成A1的純度(含量)為 98. 96質(zhì)量%、Si的含量為20質(zhì)量ppm、Fe的含量為9質(zhì)量ppm、Ti的含量為9質(zhì)量ppm、 B的含量為4質(zhì)量ppm、其它元素的含量總計為15質(zhì)量ppm的鑄錠。所得到的鑄錠的平均 晶體粒徑為350 μ m。將鋁母模原材料的成分組成示于表1。
[0352] 接著,從所得到的鑄錠中切出331mmX331mmX508mm大小的鋁合金,將其作為鍛 造原材料。將該鍛造原材料加熱(預(yù)熱)至369°C,進(jìn)行0. 75U- (1. 5S-2/3U) X 3次循環(huán)的第 1次熱鍛,在325°C結(jié)束。接著,進(jìn)行再加熱(再預(yù)熱)至360°C,然后進(jìn)行(1.5S-2/3U)X3 次循環(huán)的第2次熱鍛,在319°C結(jié)束。
[0353] 將熱鍛后的鍛造原材料冷卻至30°C,然后進(jìn)行(1. 5S-2/3U) X2次循環(huán)-3. 1S的冷 鍛,制成Φ245πιπιΧ1180πιιΛ的形狀并在173°C結(jié)束(塑性加工工序)。將熱鍛和冷鍛的條 件等示于表2。
[0354] 接著,塑性加工工序之后,將冷鍛后的鍛造原材料以升溫速度100°C /小時的條件 升溫至350°C,在350°C下保持1小時進(jìn)行熱處理(熱處理工序),進(jìn)而花費(fèi)12小時進(jìn)行空 氣冷卻至50°C (冷卻工序),得到鋁母模。
[0355] 對于熱處理工序前后的鋁母模,與實(shí)施例1同樣地操作,觀察第2相顆粒,結(jié)果觀 察到Mg 2Si的析出。
[0356] 另外,使用SEM反射電子圖像進(jìn)行Mg2Si的定量化,結(jié)果鋁母模的表面上的當(dāng)量直 徑為10nm以上的Mg 2Si的個數(shù)在熱處理工序前的鋁母模的情況下為0. 2個/1000 μ m2、在 熱處理工序后的鋁母模的情況下為12. 3個/1000 μ m2。
[0357] 此外,對于所得到的鋁母模的平均晶體粒徑,用與鑄錠的平均晶體粒徑同樣的方 法進(jìn)行測定,結(jié)果為63 μ m。
[0358] 另外,使用所得到的鋁母模,與實(shí)施例1同樣地制作壓模、制造物品、計測凸?fàn)钊?陷的個數(shù)、測定霧度。將這些結(jié)果示于表3。
[0359] [表 1]
[0360]

【權(quán)利要求】
1. 一種壓模用鋁母模,該鋁母模含有鋁和鎂、用于制造表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的壓模, 其中, 鎂的含量為0. 1?3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和鎂以外的元素的含量 總計為500質(zhì)量ppm以下, 且該壓模用鋁母模的表面上的當(dāng)量直徑為l〇nm以上的硅化鎂的個數(shù)為10個 /1000 μ m2 以下。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓模用鋁母模,其中,當(dāng)量直徑為10nm以上的硅化鎂的個數(shù) 為8個/1000 μπι2以下。
3. -種壓模的制造方法,其對權(quán)利要求1或2所述的壓模用鋁母模實(shí)施陽極氧化處理 來形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
4. 一種物品的制造方法,其中,使用由權(quán)利要求3所述的壓模的制造方法制造的壓模, 將形成在該壓模的表面的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品主體的表面。
5. -種壓模用鋁母模的制造方法,其為在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的壓模的制造中使用 的鋁母模的制造方法,其中具有: 鑄造工序,鑄造鎂的含量為0. 1?3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和鎂以 外的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下的鋁合金; 塑性加工工序,對鑄造得到的鋁合金進(jìn)行塑性加工; 熱處理工序,在400°C以上對經(jīng)過塑性加工的鋁合金進(jìn)行熱處理;以及 冷卻工序,在300?400°C的溫度范圍將經(jīng)過熱處理的鋁合金以100°C /小時以上的冷 卻速度冷卻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,所述熱處理工序中,在 600°C以下對經(jīng)過塑性加工的鋁合金進(jìn)行熱處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,所述冷卻工序中,在300? 400°C的溫度范圍將經(jīng)過熱處理的鋁合金以300°C /小時以上的冷卻速度冷卻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,向所述鋁合金中添加5? 150質(zhì)量ppm的鈦以及1?30質(zhì)量ppm的硼和碳中的至少一者來進(jìn)行鑄造工序。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5?8中任一項(xiàng)所述的壓模用鋁母模的制造方法,其中,所述塑性加工 工序是對鑄造得到的鋁合金進(jìn)行鍛造處理,從而使平均晶體粒徑為100 μ m以下的工序。
10. -種壓模的制造方法,其對由權(quán)利要求5?9中任一項(xiàng)所述的壓模用鋁母模的制造 方法制造的壓模用鋁母模實(shí)施陽極氧化處理來形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)。
11. 一種壓模,該壓模用于制造表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品,其具有: 鋁母模;以及 微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),其形成在所述鋁母模的表面,細(xì)孔間的平均間隔為可見光的波長以下, 所述鋁母模中鎂的含量為〇. 1?3質(zhì)量%、硅的含量為100質(zhì)量ppm以下、鋁和鎂以外 的元素的含量總計為500質(zhì)量ppm以下,且該壓模的表面上的當(dāng)量直徑為10nm以上的硅化 鎂的個數(shù)為10個/1000 μ m2以下。
12. -種防反射物品,該防反射物品具有透明基材以及形成在該透明基材上、由平均間 隔為可見光的波長以下的多個突起構(gòu)成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu), 所述微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的表面上的當(dāng)量直徑為500nm以上的凸?fàn)钊毕莸膫€數(shù)為20個 /1000 μ m2 以下。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的防反射物品,其中,所述凸?fàn)钊毕莸膫€數(shù)為10個/1000 μ m2 以下。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的防反射物品,其中,霧度為0. 5%以下。
【文檔編號】C22F1/00GK104204250SQ201380017200
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】小島克宏, 尾野本廣志, 北浩昭, 白井孝太, 岡田浩, 望月和女 申請人:三菱麗陽株式會社, 日本輕金屬株式會社
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