JP2012240303A - Mold and method of manufacturing the same - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of manufacturing a mold in which the dispersion in the depth of a pore of the mold used in an imprint method of transferring a minute uneven structure formed on a surface is suppressed, and to provide the mold manufactured by the method.SOLUTION: The method is for manufacturing the mold formed with anode oxidation alumina having a plurality of pores on an outer circumferential surface by anodizing a cylindrical aluminum base material 30 in an electrolytic solution, and anodization is carried out so as not to bring the electrolytic solution into contact with the inner peripheral surface of the aluminum base material 30. Also, the mold manufactured by the method is disclosed.

Description

本発明は、金型およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a mold and a manufacturing method thereof.

近年、可視光の波長以下の周期の微細凹凸構造を表面に有する光学フィルムなどの物品は、反射防止効果、ロータス効果等を発現することが知られている。特に、モスアイ構造と呼ばれる微細凹凸構造は、空気の屈折率から物品の材料の屈折率へと連続的に屈折率が増大していくことで有効な反射防止機能を発現することが知られている。   In recent years, it has been known that an article such as an optical film having a fine concavo-convex structure having a period equal to or shorter than the wavelength of visible light on the surface exhibits an antireflection effect, a lotus effect, and the like. In particular, a fine uneven structure called a moth-eye structure is known to exhibit an effective antireflection function by continuously increasing the refractive index from the refractive index of air to the refractive index of the material of the article. .

微細凹凸構造を表面に有する光学フィルムの製造方法としては、基材フィルム（被転写体）の表面に、金型の表面に形成された微細凹凸構造を転写するインプリント法が挙げられる。
インプリント法で用いる金型の製造方法としては、例えば、平板状のアルミニウム基材を電解液中で陽極酸化して、アルミニウム基材に、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナを形成する方法が提案されている（特許文献１）。また、円筒状のアルミニウム基材を電解液中で陽極酸化して、アルミニウム基材の内周面または外周面に、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナを形成する方法が提案されている（特許文献２）。 Examples of the method for producing an optical film having a fine concavo-convex structure on the surface include an imprint method in which the fine concavo-convex structure formed on the surface of the mold is transferred to the surface of the base film (transfer object).
As a method for producing a mold used in the imprint method, for example, there is a method in which a flat aluminum substrate is anodized in an electrolytic solution, and an anodized alumina having a plurality of pores is formed on the aluminum substrate. It has been proposed (Patent Document 1). Further, a method has been proposed in which a cylindrical aluminum substrate is anodized in an electrolytic solution to form anodized alumina having a plurality of pores on the inner or outer peripheral surface of the aluminum substrate (patent) Reference 2).

国際公開第２０１０／０９５４１５号パンフレットInternational Publication No. 2010/095415 Pamphlet 特許第４３６８３８４号公報Japanese Patent No. 4368384

しかしながら、特許文献１〜２に記載のように円筒状のアルミニウム基材を単に電解液中で陽極酸化した場合は、アルミニウム基材の場所によって陽極酸化の程度にムラが生じてしまい、その結果、場所によって細孔の深さにバラツキがある金型が得られる場合があった。特に、アルミニウム基材が長くなったり、基材の直径が大きくなったりするほど顕著である。
こうした金型を用い、インプリント法にて複数の凸部を表面に有する光学フィルムを製造すると、場所によって凸部の高さにバラツキがある、すなわち場所によって反射率にバラツキがある光学フィルムとなってしまう。 However, when the cylindrical aluminum substrate is simply anodized in the electrolytic solution as described in Patent Documents 1 and 2, unevenness occurs in the degree of anodization depending on the location of the aluminum substrate. In some cases, a mold having variations in the depth of the pores depending on the location was obtained. In particular, it becomes so remarkable that an aluminum base material becomes long or the diameter of a base material becomes large.
Using such a mold and manufacturing an optical film having a plurality of convex portions on the surface by the imprint method, the height of the convex portion varies depending on the location, that is, the optical film varies in reflectance depending on the location. End up.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、細孔の深さのバラツキが抑えられた金型を製造できる方法、およびこれより製造された金型の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a mold in which variation in the depth of the pores is suppressed, and a mold produced therefrom.

本発明者らは鋭意検討した結果、陽極酸化反応が進行するとアルミニウム基材自体が発熱し、これに影響を受けて電解液の温度が上昇することで、陽極酸化の程度にムラが生じてしまい、その結果、細孔の深さにバラツキが生じることが分かった。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that the aluminum base material itself generates heat when the anodization reaction proceeds, and the temperature of the electrolyte rises due to this, resulting in unevenness in the degree of anodization. As a result, it was found that the depth of the pores varies.

アルミニウム基材の発熱（熱流量Ｑ）は下記式（１）、（２）から求められる。
熱流量Ｑ［Ｊ／ｓ］＝電圧Ｅ×電流Ｉ ・・・（１）
熱流量Ｑ［Ｋｃａｌ／ｈ］＝｛（初期温度ｔ_１−変化温度ｔ_２）×流量Ｖ×比重ｗ×比熱ｃ｝／時間Ｈ ・・・（２）
また、電圧Ｅは下記式（３）に示すオームの法則と、下記式（４）に示す抵抗値計算式から求められる。
電圧Ｅ［Ｖ］＝電流Ｉ×抵抗Ｒ ・・・（３）
抵抗Ｒ［Ω］＝抵抗率ρ×長さ（厚さ）Ｌ／断面積Ａ ・・・（４）
ここで、抵抗率ρは電解液濃度により決定される値であり、長さＬは陽極と陰極間との距離であり、陽極酸化槽の形状により決定される値であり、電圧Ｅは陽極酸化条件により決定される値であり、断面積Ａは電解液に対するアルミニウム基材の接触面積であり、抵抗率ρ、長さＬ、電圧Ｅはそれぞれ固定値である。 The heat generation (heat flow rate Q) of the aluminum substrate is obtained from the following formulas (1) and (2).
Heat flow rate Q [J / s] = Voltage E × Current I (1)
Heat flow rate Q [Kcal / h] = {(initial temperature t ₁ −change temperature t ₂ ) × flow rate V × specific gravity w × specific heat c} / hour H (2)
Moreover, the voltage E is calculated | required from Ohm's law shown to following formula (3), and the resistance value formula shown to following formula (4).
Voltage E [V] = current I × resistance R (3)
Resistance R [Ω] = resistivity ρ × length (thickness) L / cross-sectional area A (4)
Here, the resistivity ρ is a value determined by the electrolyte concentration, the length L is the distance between the anode and the cathode, is a value determined by the shape of the anodizing tank, and the voltage E is anodized. The cross-sectional area A is a contact area of the aluminum base material with respect to the electrolytic solution, and the resistivity ρ, the length L, and the voltage E are fixed values.

上記式（１）〜（４）より、断面積Ａの値が小さくなると、抵抗Ｒの値が大きくなる。よって、電流Ｉの値が小さくなるため、熱流量Ｑの値も小さくなる。
従って、電解液に対するアルミニウム基材の接触面積が小さくなればアルミニウム基材の発熱を軽減できるようになり、その結果、電解液の温度上昇が抑制されるので、陽極酸化中の電解液の温度が安定し、細孔の深さのバラツキが抑えられた金型を製造できるとの着想に基づき、本発明を完成するに至った。 From the above formulas (1) to (4), when the value of the cross-sectional area A is decreased, the value of the resistance R is increased. Therefore, since the value of the current I becomes small, the value of the heat flow rate Q also becomes small.
Therefore, if the contact area of the aluminum base material with respect to the electrolytic solution is reduced, the heat generation of the aluminum base material can be reduced. As a result, the temperature rise of the electrolytic solution is suppressed, so the temperature of the electrolytic solution during anodization is reduced. The present invention has been completed based on the idea that it is possible to produce a mold that is stable and in which variation in pore depth is suppressed.

すなわち、本発明の金型の製造方法は、円筒状のアルミニウム基材を電解液中で陽極酸化して、外周面に複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが形成された金型を製造する方法であって、アルミニウム基材の内周面に電解液を接触させないように陽極酸化することを特徴とする。
ここで、前記アルミニウム基材の内部に電解液が入らないように止水しながら、もしくは前記アルミニウム基材の内周面を被覆して、陽極酸化することが好ましい。
また、本発明の金型は、前記金型の製造方法により製造されたことを特徴とする。 That is, the mold manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a mold in which anodized alumina having a plurality of pores on the outer peripheral surface is formed by anodizing a cylindrical aluminum substrate in an electrolytic solution. And it is characterized by anodizing so that electrolyte solution may not contact the inner peripheral surface of an aluminum base material.
Here, it is preferable to anodize the aluminum base material while water is stopped so as not to enter the aluminum base material or the inner peripheral surface of the aluminum base material is covered.
Moreover, the metal mold | die of this invention was manufactured by the manufacturing method of the said metal mold | die.

本発明によれば、細孔の深さのバラツキが抑えられた金型を製造できる方法、およびこれより製造された金型を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the method which can manufacture the metal mold | die with which the variation in the depth of the pore was suppressed, and the metal mold | die manufactured from this can be provided.

第一の実施形態で用いる陽極酸化処理装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the anodizing apparatus used in 1st embodiment. 図１に示される部材の詳細を説明する要部断面図である。It is principal part sectional drawing explaining the detail of the member shown by FIG. 陽極酸化アルミナの細孔の形成過程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the formation process of the pore of an anodized alumina. 第一の実施形態で用いる陽極酸化処理装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the anodizing apparatus used in 1st embodiment. 第二の実施形態で用いる陽極酸化処理装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the anodizing apparatus used in 2nd embodiment. 第二の実施形態で用いる陽極酸化処理装置の他の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other example of the anodizing apparatus used by 2nd embodiment. 実施例１および比較例１におけるアルミニウム基材に対する通電状態を説明するグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph explaining the electricity supply state with respect to the aluminum base material in Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

［金型の製造方法］
本発明の金型の製造方法は、円筒状のアルミニウム基材を電解液中で陽極酸化して、外周面に複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが形成された金型を製造する方法であって、アルミニウム基材の内周面に電解液を接触させないように陽極酸化することを特徴とする。
以下、本発明の金型の製造方法の一例について詳細に説明する。 [Mold manufacturing method]
The mold manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a mold in which anodized alumina having a plurality of pores on the outer peripheral surface is formed by anodizing a cylindrical aluminum base material in an electrolytic solution. Thus, anodization is performed so that the electrolytic solution does not contact the inner peripheral surface of the aluminum base material.
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the metal mold | die of this invention is demonstrated in detail.

＜第一の実施形態＞
本発明の第一の実施形態は、アルミニウム基材の内部に電解液が入らないように止水しながら陽極酸化して金型を製造する実施形態である。
第一の実施形態における金型の製造方法としては、例えば下記工程（ａ）〜工程（ｆ）を有する方法が挙げられる。
（ａ）中空円柱状のアルミニウム基材を電解液中、定電圧下で陽極酸化して、表面に複数の細孔を有する酸化皮膜を形成する工程。
（ｂ）酸化皮膜を処理液中で除去し、陽極酸化の細孔発生点を形成する工程。
（ｃ）前記工程（ｂ）の後、電解液中、再度陽極酸化し、細孔発生点に細孔を有する酸化皮膜を形成する工程。
（ｄ）前記工程（ｃ）の後、細孔の径を拡大させる工程。
（ｅ）前記工程（ｄ）の後、電解液中、再度陽極酸化する工程。
（ｆ）前記工程（ｄ）と工程（ｅ）を繰り返し行う工程。 <First embodiment>
The first embodiment of the present invention is an embodiment in which a mold is manufactured by anodizing while stopping water so that an electrolytic solution does not enter an aluminum substrate.
As a manufacturing method of the metal mold | die in 1st embodiment, the method which has the following process (a)-process (f) is mentioned, for example.
(A) A step of forming an oxide film having a plurality of pores on the surface by anodizing a hollow cylindrical aluminum base material in an electrolytic solution under a constant voltage.
(B) A step of removing the oxide film in the treatment liquid to form pore generation points for anodic oxidation.
(C) A step of anodizing again in the electrolytic solution after the step (b) to form an oxide film having pores at the pore generation points.
(D) A step of enlarging the diameter of the pores after the step (c).
(E) A step of anodizing again in the electrolytic solution after the step (d).
(F) A step of repeatedly performing the step (d) and the step (e).

工程（ａ）
図１は、陽極酸化処理装置の一例を示す断面図である。
陽極酸化処理装置１０は、電解液で満たされた陽極酸化槽１２と、陽極酸化槽１２の周囲を囲い、陽極酸化槽１２からオーバーフローした電解液１４を受けるための外槽１６と、電解液１４を一旦貯留する貯留槽１８と、外槽１６で受けた電解液１４を貯留槽１８へ流下させる流下流路２０と、貯留槽１８の電解液１４を、アルミニウム基材３０よりも下側の、陽極酸化槽１２の底部近傍に形成された供給口２２へ返送する返送流路２４と、返送流路２４の途中に設けられたポンプ２６と、供給口２２から吐出された電解液１４の流れを調整する整流板２８とを備えている。 Step (a)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an anodizing apparatus.
The anodizing apparatus 10 includes an anodizing tank 12 filled with an electrolytic solution, an outer tank 16 that surrounds the anodizing tank 12 and receives an electrolytic solution 14 that overflows from the anodizing tank 12, and an electrolytic solution 14. Are stored in the storage tank 18, the flow-down flow path 20 for flowing the electrolytic solution 14 received in the outer tank 16 to the storage tank 18, and the electrolytic solution 14 in the storage tank 18 below the aluminum base 30. A return flow path 24 returning to the supply port 22 formed near the bottom of the anodizing tank 12, a pump 26 provided in the middle of the return flow path 24, and the flow of the electrolyte solution 14 discharged from the supply port 22 And a current plate 28 to be adjusted.

陽極酸化処理装置１０は、陽極となる円筒状のアルミニウム基材３０の両端の開口３１Ａ、３１Ｂを封止するように、それぞれ挿入された一対の回転可能な回転部材３２Ａ、３２Ｂと、これら回転部材３２Ａ、３２Ｂをそれぞれ回転可能に支持すると共に、これら回転部材３２Ａ、３２Ｂを介してアルミニウム基材３０を支持する一対の保持板３３Ａ、３３Ｂと、アルミニウム基材３０を挟んで対向配置された２枚の陰極板３６と、アルミニウム基材３０および２枚の陰極板３６に電気的に接続された電源３８と、貯留槽１８の電解液１４の温度を調節する調温手段４０とを備えている。   The anodizing apparatus 10 includes a pair of rotatable rotating members 32A and 32B inserted so as to seal the openings 31A and 31B at both ends of a cylindrical aluminum base material 30 serving as an anode, and these rotating members. A pair of holding plates 33A and 33B that support the aluminum base 30 via the rotating members 32A and 32B, and two sheets that are opposed to each other with the aluminum base 30 interposed therebetween, while rotatably supporting the 32A and 32B. A cathode plate 36, a power source 38 electrically connected to the aluminum substrate 30 and the two cathode plates 36, and a temperature adjusting means 40 for adjusting the temperature of the electrolyte solution 14 in the storage tank 18.

ポンプ２６は、貯留槽１８から返送流路２４を通って陽極酸化槽１２へ向かう電解液１４の流れを形成するとともに、供給口２２から勢いを付けて電解液１４を吐出させることによって、陽極酸化槽１２の底部から上部へ上昇する電解液１４の流れを形成するものである。   The pump 26 forms a flow of the electrolytic solution 14 from the storage tank 18 through the return flow path 24 to the anodizing tank 12, and discharges the electrolytic solution 14 with a momentum from the supply port 22, thereby anodizing. The flow of the electrolyte solution 14 rising from the bottom to the top of the tank 12 is formed.

整流板２８は、供給口２２から吐出された電解液１４が陽極酸化槽１２の底部全体からほぼ均一に上昇するように電解液１４の流れを調整する、複数の貫通孔が形成された板状部材であり、表面が略水平となるようにアルミニウム基材３０と供給口２２との間に配置されている。   The rectifying plate 28 is a plate having a plurality of through holes that adjust the flow of the electrolytic solution 14 so that the electrolytic solution 14 discharged from the supply port 22 rises almost uniformly from the entire bottom of the anodizing tank 12. It is a member and is disposed between the aluminum base 30 and the supply port 22 so that the surface thereof is substantially horizontal.

２枚の陰極板３６は、アルミニウム基材３０の中心軸に対して平行に配置され、かつアルミニウム基材３０を水平方向から挟むように、アルミニウム基材３０から間隙をあけて対向配置された金属板である。陰極板３６は、少なくとも１枚以上配置されていればよい。
また貯留槽１８に設けられた調温手段４０としては、水、オイル等を熱媒とした熱交換器、電気ヒータ等が挙げられる。 The two cathode plates 36 are arranged in parallel to the central axis of the aluminum base material 30 and are opposed to each other with a gap from the aluminum base material 30 so as to sandwich the aluminum base material 30 from the horizontal direction. It is a board. It is sufficient that at least one cathode plate 36 is disposed.
Moreover, as the temperature control means 40 provided in the storage tank 18, the heat exchanger, electric heater, etc. which used water, oil, etc. as the heat medium are mentioned.

保持板３３Ａ、３３Ｂは、アルミニウム基材３０を軸方向から挟むように間隙をあけて対向配置された金属板であり、それぞれアルミニウム基材３０の軸方向の延長上に、回転部材３２Ａ、３２Ｂを回転可能に嵌挿させる開口である軸受け部３４Ａ、３４Ｂを有している。軸受け部３４Ａ、３４Ｂの内周面に、樹脂材料又は金属材料からなるドライベアリング３５Ａ、３５Ｂが設けられ、これらドライベアリング３５Ａ、３５Ｂによって回転部材３２Ａ、３２Ｂは、保持板３３Ａ、３３Ｂに対して回転可能に支持されている。   The holding plates 33A and 33B are metal plates arranged to face each other with a gap so as to sandwich the aluminum base material 30 from the axial direction, and the rotating members 32A and 32B are respectively provided on the axial extension of the aluminum base material 30. Bearing portions 34A and 34B, which are openings that are rotatably inserted, are provided. Dry bearings 35A and 35B made of a resin material or a metal material are provided on the inner peripheral surfaces of the bearing portions 34A and 34B, and the rotary members 32A and 32B are rotated with respect to the holding plates 33A and 33B by the dry bearings 35A and 35B. Supported as possible.

互いに離間した保持板３３Ａ、３３Ｂの上部には、これらに跨って貫通する複数のバー部材４１が設けられている。保持板３３Ａ、３３Ｂは、これらバー部材４１から垂下するようにして互いに平行した状態で、これらバー部材４１によって連結されている。   A plurality of bar members 41 penetrating over the holding plates 33A and 33B spaced apart from each other are provided. The holding plates 33 </ b> A and 33 </ b> B are connected by the bar members 41 in a state of being parallel to each other so as to hang from the bar members 41.

回転部材３２Ａ、３２Ｂは、アルミニウム基材３０の開口３１Ａ、３１Ｂに嵌め合い、若しくは軽圧入状態で挿入されており、アルミニウム基材３０を両端側から挟むように固定している。これによりアルミニウム基材３０は回転部材３２Ａ、３２Ｂにより、内部に電解液１４が入らないように止水された構造となっている。   The rotating members 32A and 32B are fitted in the openings 31A and 31B of the aluminum base material 30 or inserted in a light press-fit state, and are fixed so as to sandwich the aluminum base material 30 from both ends. Thereby, the aluminum base 30 has a structure in which water is stopped by the rotating members 32A and 32B so that the electrolytic solution 14 does not enter the inside.

アルミニウム基材３０を回転部材３２Ａ、３２Ｂにて挟むように固定することにより、アルミニウム基材３０は回転部材３２Ａ、３２Ｂに対しての周方向への回転を規制された状態で回転部材３２Ａ、３２Ｂに支持され、より詳しくは、アルミニウム基材３０は、回転部材３２Ａ、３２Ｂによって、その軸方向が水平状態となるように支持されている。すなわち、アルミニウム基材３０は、回転部材３２Ａ、３２Ｂによって陽極酸化槽１２の底部と平行の状態となるように支持されている。   By fixing the aluminum base material 30 so as to be sandwiched between the rotary members 32A and 32B, the aluminum base material 30 is controlled to rotate in the circumferential direction with respect to the rotary members 32A and 32B. More specifically, the aluminum base material 30 is supported by the rotating members 32A and 32B so that the axial direction thereof is in a horizontal state. That is, the aluminum base material 30 is supported by the rotating members 32A and 32B so as to be parallel to the bottom of the anodizing tank 12.

回転部材３２Ａ、３２Ｂは導電性を有する材料からなり、図１に示すように回転中心領域に挿入孔４２Ａ、４２Ｂが形成され、挿入孔４２、４２Ｂには導電性を有する材料からなる棒状の通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂが挿入されている。
通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂは、回転部材３２Ａ、３２Ｂに対して一体的に固定されており、回転部材３２Ａ、３２Ｂの回転に連動して回転する。
通電用シャフト４３Ａを回転部材３２Ａに固定する方法としては、例えば図２に示すように、通電用シャフト４３Ａにフランジ部７０を形成し、ボルト締結する等といった態様が考えられるが、その他の態様であっても構わない。なお、通電用シャフト４３Ｂを回転部材３２Ｂに固定する場合も同様である。 The rotating members 32A and 32B are made of a conductive material, and as shown in FIG. 1, insertion holes 42A and 42B are formed in the rotation center region, and the insertion holes 42 and 42B have a rod-shaped energization made of a conductive material. Shafts 43A and 43B are inserted.
The energizing shafts 43A and 43B are integrally fixed to the rotating members 32A and 32B, and rotate in conjunction with the rotation of the rotating members 32A and 32B.
As a method for fixing the energizing shaft 43A to the rotating member 32A, for example, as shown in FIG. 2, a mode in which a flange portion 70 is formed on the energizing shaft 43A and bolts are conceivable can be considered. It does not matter. The same applies to the case where the energizing shaft 43B is fixed to the rotating member 32B.

通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂの一端は円錐状に形成され、この円錐状端部４４Ａ、４４Ｂは、バー部材４１から垂下された給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂの下端側に形成される回転受け部４６Ａ、４６Ｂに当接されている。回転受け部４６Ａ、４６Ｂは円錐状の凹部４７Ａ、４７Ｂを有し、この凹部４７Ａ、４７Ｂの最下面に円錐状端部４４Ａ、４４Ｂの先端を当接させるとともに、凹部４７Ａ、４７Ｂの側面領域によって円錐状端部４４Ａ、４４Ｂの周囲を囲うようにして位置規制している。なお、円錐状端部４４Ａ、４４Ｂは通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂと一体のものであっても、脱着可能に取り付けられる別体のものであっても構わない。
また、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂは、陽極酸化槽１２および外槽１６を貫通しており、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂと陽極酸化槽１２および外槽１６との間には、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂを回転可能及び軸方に移動可能に支持する滑り軸受け４８・・・が設けられている。 One ends of the energizing shafts 43A and 43B are formed in a conical shape, and the conical end portions 44A and 44B are formed on the rotation receiving portion 46A formed on the lower end side of the power feeding flat bars 45A and 45B suspended from the bar member 41, 46B. The rotation receiving portions 46A and 46B have conical recesses 47A and 47B. The tips of the conical end portions 44A and 44B are brought into contact with the lowermost surfaces of the recesses 47A and 47B, and the side surfaces of the recesses 47A and 47B The position is regulated so as to surround the periphery of the conical ends 44A and 44B. The conical end portions 44A and 44B may be integral with the energizing shafts 43A and 43B, or may be separate members that are detachably attached.
The energizing shafts 43A and 43B penetrate the anodizing tank 12 and the outer tank 16, and the energizing shafts 43A and 43B are interposed between the energizing shafts 43A and 43B and the anodizing tank 12 and the outer tank 16, respectively. Sliding bearings 48 are provided to support 43B so that it can rotate and move axially.

通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂは、給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ及び回転受け部４６Ａ、４６Ｂを介して電源３８に電気的に接続されており、電源３８から電流を供給される。電源３８から通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂに供給された電流は、回転部材３２Ａ、３２Ｂのアルミニウム基材３０に当接する当接面３７Ａ、３７Ｂを介して、アルミニウム基材３０に供給される。
なお、回転部材３２Ａ、３２Ｂは、全体が導電性を有する材料から構成されている必要はなく、アルミニウム基材３０と通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂとを電気的に接続可能な構成とされていればよい。 The energizing shafts 43A and 43B are electrically connected to the power source 38 via the power feeding flat bars 45A and 45B and the rotation receiving portions 46A and 46B, and current is supplied from the power source 38. The current supplied from the power source 38 to the energizing shafts 43A and 43B is supplied to the aluminum base 30 via the contact surfaces 37A and 37B that contact the aluminum base 30 of the rotating members 32A and 32B.
The rotating members 32A and 32B do not have to be made of a conductive material as a whole, as long as the aluminum base 30 and the current-carrying shafts 43A and 43B can be electrically connected. Good.

上述のようにして構成された陽極酸化処理装置１０では、図示しないモータの駆動力を通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂに伝達させ、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂおよび回転部材３２Ａ、３２Ｂの回転に連動させてアルミニウム基材３０を回転させる。   In the anodizing apparatus 10 configured as described above, a driving force of a motor (not shown) is transmitted to the energizing shafts 43A and 43B, and interlocked with the rotation of the energizing shafts 43A and 43B and the rotating members 32A and 32B. The aluminum substrate 30 is rotated.

この陽極酸化処理装置１０を用いたアルミニウム基材３０の陽極酸化は、下記のように行う。
アルミニウム基材３０の両端の開口３１Ａ、３１Ｂに回転部材３２Ａ、３２Ｂをそれぞれ挿入し、内部に電解液が入らないように止水した状態で電解液１４に浸漬させる。そして、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂを回転部材３２Ａ、３２Ｂに装着し、モータ（図示略）を駆動させ、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂおよび回転部材３２Ａ、３２Ｂを回転させ、アルミニウム基材３０をその軸方向を回転中心として回転させる。
アルミニウム基材３０を回転させながら、給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ、回転受け部４６Ａ、４６Ｂ、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂ、および回転部材３２Ａ、３２Ｂを介してアルミニウム基材３０と陰極板３６との間に電圧を印加し、アルミニウム基材３０の陽極酸化を行う。 Anodization of the aluminum substrate 30 using the anodizing apparatus 10 is performed as follows.
The rotating members 32A and 32B are inserted into the openings 31A and 31B at both ends of the aluminum base material 30, respectively, and immersed in the electrolytic solution 14 in a state where water is stopped so that the electrolytic solution does not enter the inside. Then, the energizing shafts 43A and 43B are attached to the rotating members 32A and 32B, the motor (not shown) is driven, the energizing shafts 43A and 43B and the rotating members 32A and 32B are rotated, and the aluminum substrate 30 is moved to its axis. Rotate around the direction of rotation.
While rotating the aluminum base material 30, between the aluminum base material 30 and the cathode plate 36 via the feeding flat bars 45A and 45B, the rotation receiving portions 46A and 46B, the energizing shafts 43A and 43B, and the rotating members 32A and 32B. A voltage is applied to anodic oxidation of the aluminum substrate 30.

なお、回転部材３２Ａ、３２Ｂで両端を封止したアルミニウム基材３０を電解液１４で満たされていない陽極酸化槽１２内に設置した後、または電解液１４で満たされていない陽極酸化処理槽１２内でアルミニウム基材３０の両端を回転部材３２Ａ、３２Ｂで封止した後、陽極酸化槽１２内を電解液１４で満たすことで、アルミニウム基材３０を電解液１４に浸漬させてもよい。   In addition, after installing the aluminum base material 30 sealed at both ends with the rotating members 32A and 32B in the anodizing tank 12 not filled with the electrolyte solution 14, or the anodizing tank 12 not filled with the electrolyte solution 14 After sealing both ends of the aluminum base 30 with the rotating members 32 </ b> A and 32 </ b> B, the aluminum base 30 may be immersed in the electrolytic solution 14 by filling the inside of the anodizing tank 12 with the electrolytic solution 14.

アルミニウム基材３０の陽極酸化を行う間は、アルミニウム基材３０を回転させながら、陽極酸化槽１２から電解液１４の一部を排出しつつ、陽極酸化槽１２に同量の電解液１４を供給する。具体的には、陽極酸化槽１２から電解液１４をオーバーフローさせ、オーバーフローした電解液１４を貯留槽１８に流下させ、電解液１４の温度を貯留槽１８で調節した後、該電解液１４を、アルミニウム基材３０よりも下側に設けられた供給口２２から陽極酸化槽１２内に返送する。
この際、ポンプ２６によって供給口２２から勢いを付けて電解液１４を吐出させ、さらに整流板２８によって供給口２２から吐出された電解液１４が陽極酸化槽１２の底部全体からほぼ均一に上昇するように電解液１４の流れを調整することによって、陽極酸化槽１２の底部から上部へ上昇する電解液１４のほぼ均一な流れが形成される。 While the aluminum substrate 30 is anodized, the same amount of the electrolyte solution 14 is supplied to the anodizing tank 12 while discharging a part of the electrolyte solution 14 from the anodizing tank 12 while rotating the aluminum substrate 30. To do. Specifically, the electrolyte solution 14 is overflowed from the anodizing tank 12, the overflowed electrolyte solution 14 is caused to flow down to the storage tank 18, and the temperature of the electrolyte solution 14 is adjusted in the storage tank 18. It returns in the anodizing tank 12 from the supply port 22 provided below the aluminum base material 30.
At this time, the pump 26 applies momentum from the supply port 22 to discharge the electrolyte solution 14, and the electrolyte solution 14 discharged from the supply port 22 by the rectifying plate 28 rises almost uniformly from the entire bottom of the anodizing tank 12. By adjusting the flow of the electrolytic solution 14 as described above, a substantially uniform flow of the electrolytic solution 14 rising from the bottom to the top of the anodizing tank 12 is formed.

陽極酸化槽１２への電解液１４の供給量（供給口２２からの電解液の吐出量）は、陽極酸化槽１２の容積に対して、循環回数が３分に１回以上が好ましい。そうすることで、陽極酸化槽１１は頻繁な液更新が行え、除熱、発生した水素除去を効率良く行える。具体的には、槽容量が１０７Ｌの時、供給流量を３６Ｌ／ｍｉｎ程度にするのが好ましい。   The supply amount of the electrolyte solution 14 to the anodizing tank 12 (the discharge amount of the electrolyte solution from the supply port 22) is preferably 1 or more in 3 minutes with respect to the volume of the anodizing tank 12. By doing so, the anodic oxidation tank 11 can be frequently renewed, and heat removal and generated hydrogen can be efficiently removed. Specifically, when the tank capacity is 107 L, the supply flow rate is preferably about 36 L / min.

アルミニウム基材３０の表面の周速は、０．１ｍ／ｍｉｎ以上が好ましい。アルミニウム基材３０の表面の周速が０．１ｍ／ｍｉｎ以上であれば、アルミニウム基材３０の周囲における電解液１４の濃度や温度のムラが充分に抑えられる。駆動装置の能力の点から、アルミニウム基材３０の表面の周速は、２５．１ｍ／ｍｉｎ以下が好ましい。   The peripheral speed of the surface of the aluminum base 30 is preferably 0.1 m / min or more. If the peripheral speed of the surface of the aluminum base material 30 is 0.1 m / min or more, unevenness of the concentration and temperature of the electrolyte solution 14 around the aluminum base material 30 can be sufficiently suppressed. From the viewpoint of the capability of the driving device, the peripheral speed of the surface of the aluminum base 30 is preferably 25.1 m / min or less.

上述のようにしてアルミニウム基材３０を陽極酸化すると、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示すように細孔５２を有する酸化皮膜５４が形成される。
アルミニウムの純度は、９９％以上が好ましく、９９．５％以上がより好ましく、９９．８％以上がさらに好ましい。アルミニウムの純度が低いと、陽極酸化した際に、不純物の偏析により可視光線を散乱する大きさの凹凸構造が形成されたり、陽極酸化で形成される細孔５２の規則性が低下したりする。
電解液としては、シュウ酸、硫酸等が挙げられる。 When the aluminum substrate 30 is anodized as described above, an oxide film 54 having pores 52 is formed as shown in FIG. 3B from the state shown in FIG.
The purity of aluminum is preferably 99% or more, more preferably 99.5% or more, and further preferably 99.8% or more. When the purity of aluminum is low, when anodizing, an uneven structure having a size that scatters visible light due to segregation of impurities is formed, or the regularity of the pores 52 formed by anodizing is lowered.
Examples of the electrolytic solution include oxalic acid and sulfuric acid.

シュウ酸を電解液として用いる場合：
シュウ酸の濃度は、０．７Ｍ以下が好ましい。シュウ酸の濃度が０．７Ｍを超えると、電流値が高くなりすぎて酸化皮膜の表面が粗くなることがある。
ある所定の周期で規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナを得るには、所定の周期に合った化成電圧をかける必要がある。例えば周期が１００ｎｍの陽極酸化アルミナの場合、化成電圧は３０〜６０Ｖであることが好ましい。所定の周期に合った化成電圧をかけない場合、規則性が低下する傾向にある。
化成電圧が３０〜６０Ｖの時、周期が１００ｎｍの規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナを得ることができる。化成電圧がこの範囲より高くても低くても規則性が低下する傾向にある。
電解液の温度は、６０℃以下が好ましく、４５℃以下がより好ましい。電解液の温度が６０℃を超えると、いわゆる「ヤケ」といわれる現象がおこり、細孔が壊れたり、表面が溶けて細孔の規則性が乱れたりすることがある。 When using oxalic acid as electrolyte:
The concentration of oxalic acid is preferably 0.7 M or less. When the concentration of oxalic acid exceeds 0.7M, the current value becomes too high, and the surface of the oxide film may become rough.
In order to obtain anodized alumina having fine pores with high regularity at a predetermined cycle, it is necessary to apply a conversion voltage suitable for the predetermined cycle. For example, in the case of anodized alumina having a period of 100 nm, the formation voltage is preferably 30 to 60V. When the formation voltage suitable for the predetermined cycle is not applied, the regularity tends to be lowered.
When the formation voltage is 30 to 60 V, anodized alumina having highly regular pores with a period of 100 nm can be obtained. Regardless of whether the formation voltage is higher or lower than this range, the regularity tends to decrease.
The temperature of the electrolytic solution is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 45 ° C. or lower. When the temperature of the electrolytic solution exceeds 60 ° C., a so-called “burn” phenomenon occurs, and the pores may be broken, or the surface may melt and the regularity of the pores may be disturbed.

硫酸を電解液として用いる場合：
硫酸の濃度は０．７Ｍ以下が好ましい。硫酸の濃度が０．７Ｍを超えると、電流値が高くなりすぎて定電圧を維持できなくなることがある。
化成電圧が２５〜３０Ｖの時、周期が６３ｎｍの規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナを得ることができる。化成電圧がこの範囲より高くても低くても規則性が低下する傾向がある。
ある所定の周期で規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナを得るには、所定の周期に合った化成電圧をかける必要がある。例えば周期が６３ｎｍの陽極酸化アルミナの場合、化成電圧は２５〜３０Ｖであることが好ましい。所定の周期に合った化成電圧をかけない場合、規則性が低下する傾向にある。
電解液の温度は、３０℃以下が好ましく、２０℃以下がよりに好ましい。電解液の温度が３０℃を超えると、いわゆる「ヤケ」といわれる現象がおこり、細孔が壊れたり、表面が溶けて細孔の規則性が乱れたりすることがある。 When using sulfuric acid as the electrolyte:
The concentration of sulfuric acid is preferably 0.7M or less. If the concentration of sulfuric acid exceeds 0.7M, the current value may become too high to maintain a constant voltage.
When the formation voltage is 25 to 30 V, anodized alumina having highly regular pores with a period of 63 nm can be obtained. The regularity tends to decrease whether the formation voltage is higher or lower than this range.
In order to obtain anodized alumina having fine pores with high regularity at a predetermined cycle, it is necessary to apply a conversion voltage suitable for the predetermined cycle. For example, in the case of anodized alumina having a period of 63 nm, the formation voltage is preferably 25 to 30V. When the formation voltage suitable for the predetermined cycle is not applied, the regularity tends to be lowered.
The temperature of the electrolytic solution is preferably 30 ° C. or lower, and more preferably 20 ° C. or lower. When the temperature of the electrolytic solution exceeds 30 ° C., a so-called “burn” phenomenon occurs, and the pores may be broken or the surface may melt and the regularity of the pores may be disturbed.

工程（ｂ）
図３（ｃ）に示すように、酸化皮膜５４を一旦除去する。ここで、これを陽極酸化の細孔発生点５６にすることで細孔の規則性を向上することができる。
酸化皮膜を除去する方法としては、アルミニウムを溶解せず、酸化皮膜を選択的に溶解する溶液に溶解させて除去する方法が挙げられる。このような溶液としては、例えば、クロム酸／リン酸混合液等が挙げられる。 Step (b)
As shown in FIG. 3C, the oxide film 54 is temporarily removed. Here, the regularity of the pores can be improved by using this as the pore generation point 56 of anodic oxidation.
Examples of the method for removing the oxide film include a method in which aluminum is not dissolved but is dissolved in a solution that selectively dissolves the oxide film and removed. Examples of such a solution include a chromic acid / phosphoric acid mixed solution.

工程（ｃ）
酸化皮膜を除去したアルミニウム基材３０を再度、陽極酸化すると、図３（ｄ）に示すように、円柱状の細孔５２を有する酸化皮膜５４が形成される。
陽極酸化は、上述した陽極酸化処理装置１０を用いて行う。条件は、図３（ｂ）に示した酸化皮膜５４を形成した際と同様な条件であればよい。陽極酸化の時間を長くするほど深い細孔を得ることができる。 Step (c)
When the aluminum substrate 30 from which the oxide film has been removed is anodized again, an oxide film 54 having columnar pores 52 is formed as shown in FIG.
Anodization is performed using the anodizing apparatus 10 described above. The conditions may be the same conditions as when the oxide film 54 shown in FIG. Deeper pores can be obtained as the anodic oxidation time is lengthened.

工程（ｄ）
図３（ｅ）に示すように、細孔５２の径を拡大させる処理を行う。細孔径拡大処理は、酸化皮膜を溶解する溶液に浸漬して陽極酸化で得られた細孔の径を拡大させる処理である。このような溶液としては、例えば、５質量％程度のリン酸水溶液等が挙げられる。
細孔径拡大処理の時間を長くするほど、細孔径は大きくなる。 Step (d)
As shown in FIG. 3E, a process for enlarging the diameter of the pore 52 is performed. The pore diameter expansion treatment is a treatment for expanding the diameter of the pores obtained by anodic oxidation by immersing in a solution dissolving the oxide film. Examples of such a solution include a phosphoric acid aqueous solution of about 5% by mass.
The longer the pore diameter expansion processing time, the larger the pore diameter.

工程（ｅ）
図３（ｆ）に示すように、再度、陽極酸化すると、円柱状の細孔５２の底部から下に延びる、直径の小さい円柱状の細孔５２がさらに形成される。
陽極酸化は、上述した陽極酸化処理装置１０を用いて行う。条件は、上述と同様な条件であればよい。陽極酸化の時間を長くするほど深い細孔を得ることができる。 Step (e)
As shown in FIG. 3F, when the anodic oxidation is performed again, cylindrical pores 52 having a small diameter and extending downward from the bottom of the cylindrical pores 52 are further formed.
Anodization is performed using the anodizing apparatus 10 described above. The conditions may be the same conditions as described above. Deeper pores can be obtained as the anodic oxidation time is lengthened.

工程（ｆ）
上述した工程（ｄ）と工程（ｅ）を繰り返すと、直径が開口部から深さ方向に連続的に減少する形状の細孔５２を有する陽極酸化アルミナ（アルミニウムの多孔質の酸化皮膜（アルマイト））が形成された、図３（ｇ）に示すようなロール状の金型６０が得られる。最後は細孔径拡大処理で終わることが好ましい。
繰り返し回数は、合計で３回以上が好ましく、５回以上がより好ましい。繰り返し回数が２回以下では、非連続的に細孔の直径が減少するため、このような細孔を転写して製造され光学フィルムの反射率低減効果は不充分である。 Step (f)
When the steps (d) and (e) described above are repeated, anodized alumina (aluminum porous oxide film (alumite)) having pores 52 whose diameter continuously decreases in the depth direction from the opening. ) Is formed, and a roll-shaped mold 60 as shown in FIG. 3G is obtained. It is preferable that the last end is a pore diameter expansion process.
The total number of repetitions is preferably 3 times or more, and more preferably 5 times or more. When the number of repetitions is 2 or less, the diameter of the pores decreases discontinuously, and thus the effect of reducing the reflectance of the optical film produced by transferring such pores is insufficient.

細孔５２の形状としては、略円錐形状、角錐形状等が挙げられる。細孔５２間の平均周期は、可視光線の波長以下、すなわち４００ｎｍ以下である。細孔５２間の平均周期は、２５ｎｍ以上が好ましい。   Examples of the shape of the pore 52 include a substantially conical shape and a pyramid shape. The average period between the pores 52 is not more than the wavelength of visible light, that is, not more than 400 nm. The average period between the pores 52 is preferably 25 nm or more.

細孔５２のアスペクト比（細孔の深さ／細孔の開口部の幅）は、１．５以上が好ましく、２．０以上がより好ましい。   The aspect ratio (depth of the pore / width of the opening of the pore) of the pore 52 is preferably 1.5 or more, and more preferably 2.0 or more.

以上説明した本発明の金型の製造方法にあっては、アルミニウム基材の両端を回転部材で封止することで、アルミニウム基材の内部に電解液が入らないように止水されるので、アルミニウム基材の内周面に電解液を接触させないように陽極酸化できる。従って、電解液に対するアルミニウム基材の接触面積が、内部を止水しない場合に比べて約半分に減少するため、陽極酸化によるアルミニウム基材の発熱を軽減できる。その結果、電解液の温度上昇が抑制されるので、陽極酸化中の電解液の温度が安定し、細孔の深さのバラツキが抑えられた金型が得られる。   In the manufacturing method of the mold of the present invention described above, by sealing both ends of the aluminum base with a rotating member, the water is stopped so that the electrolyte does not enter the aluminum base. Anodization can be performed so that the electrolytic solution does not contact the inner peripheral surface of the aluminum substrate. Therefore, since the contact area of the aluminum base material with respect to the electrolytic solution is reduced to about half compared with the case where the inside is not stopped, heat generation of the aluminum base material due to anodization can be reduced. As a result, since the temperature rise of the electrolytic solution is suppressed, a mold in which the temperature of the electrolytic solution during anodic oxidation is stabilized and variation in the depth of the pores is suppressed can be obtained.

加えて、電解液の温度が安定することで、熱によるアルミニウム基材の変形を効果的に防止したり、陽極酸化時の「ヤケ」を抑制したりできる。また、槽冷却装置の能力や整流器容量を軽減できるので、設備的に安価な構成とすることが可能となる。
さらに、アルミニウム基材の内部を止水することで、陽極酸化処理槽の電解液使用量も少なくなり、廃液や電解液コスト削減に繋がる。 In addition, by stabilizing the temperature of the electrolytic solution, it is possible to effectively prevent the aluminum base material from being deformed by heat, and to suppress “burning” during anodization. Moreover, since the capacity | capacitance and rectifier capacity | capacitance of a tank cooling device can be reduced, it becomes possible to set it as a cheap structure from an installation.
Furthermore, by stopping the inside of the aluminum base material, the amount of the electrolytic solution used in the anodizing treatment tank is reduced, leading to a reduction in waste liquid and electrolytic solution costs.

このような本発明の効果は、アルミニウム基材が長くなったり、基材の直径が大きくなったりするほど、すなわち、アルミニウム基材の表面積が大きくなり、電解液の使用量が増えるほど発揮される。
従って、本発明の金型の製造方法は、大型の金型を製造する場合に特に好適である。 Such an effect of the present invention is exhibited as the aluminum base becomes longer or the diameter of the base becomes larger, that is, the surface area of the aluminum base becomes larger and the amount of electrolyte used increases. .
Therefore, the mold manufacturing method of the present invention is particularly suitable when a large mold is manufactured.

なお、第一の実施形態における金型の製造方法は、上述した方法に限定されない。
上述した製造方法では、図１に示すように、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂが陽極酸化槽１２および外槽１６を貫通し、給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ、および回転受け部４６Ａ、４６Ｂが外槽１６の外側に出ている陽極酸化処理装置１０を用いているが、例えば通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂは陽極酸化槽１２および外槽１６を貫通せず、給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ、および回転受け部４６Ａ、４６Ｂが陽極酸化槽１２の内側に収められていてもよい。ただし、この場合は給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂの一部、および回転受け部４６Ａ、４６Ｂが電解液１４に浸漬することとなるため、これらが磨耗した場合、電解液１４が汚染され、アルミニウム基材３０の品質に影響することがある。従って、電解液１４の汚染防止を考慮すると、図１に示すように、給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ、および回転受け部４６Ａ、４６Ｂが外槽１６の外側に出ている方が好ましい。また給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ、および回転受け部４６Ａ、４６Ｂを用いず、回転しながら給電可能なロータリーコネクタ等の装置を用いてもよい。 In addition, the manufacturing method of the metal mold | die in 1st embodiment is not limited to the method mentioned above.
In the manufacturing method described above, as shown in FIG. 1, the energizing shafts 43A and 43B penetrate the anodizing tank 12 and the outer tank 16, and the power feeding flat bars 45A and 45B and the rotation receiving portions 46A and 46B are the outer tank 16. However, for example, the current-carrying shafts 43A and 43B do not penetrate the anodizing tank 12 and the outer tank 16, but feed flat bars 45A and 45B and a rotation receiving portion 46A. 46B may be housed inside the anodizing tank 12. However, in this case, a part of the power feeding flat bars 45A and 45B and the rotation receiving portions 46A and 46B are immersed in the electrolytic solution 14, so that when they are worn, the electrolytic solution 14 is contaminated and the aluminum base material 30 quality may be affected. Therefore, in consideration of prevention of contamination of the electrolytic solution 14, it is preferable that the power feeding flat bars 45 </ b> A and 45 </ b> B and the rotation receiving portions 46 </ b> A and 46 </ b> B are outside the outer tank 16 as shown in FIG. 1. Moreover, you may use apparatuses, such as a rotary connector which can supply electric power, rotating, without using electric power feeding flat bar 45A, 45B and rotation receiving part 46A, 46B.

また、アルミニウム基材を陽極酸化する際には、例えば図４に示す陽極酸化処理装置８０を用いてもよい。なお、図４において、図１と同様の構成要素については同一符号で示し、その説明を省略する。
図４に示す陽極酸化処理装置８０は、水平方向に軸方向を沿わせてアルミニウム基材３０を支持する一対の支持軸８１Ａ、８１Ｂが設けられている。支持軸８１Ａ、８１Ｂは陽極酸化処理槽１２を貫通し、陽極酸化槽１２の側壁に対して回転可能に支持されている。
支持軸８１Ａ、８１Ｂは、例えばモータ等の回転駆動部（図示略）と接続されており、この回転駆動部によって支持軸８１Ａ、８１Ｂが同一方向に回転されることで、この陽極酸化処理装置８０ではアルミニウム基材３０が回転するようになっている。 Further, when anodizing the aluminum substrate, for example, an anodizing apparatus 80 shown in FIG. 4 may be used. In FIG. 4, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
The anodizing apparatus 80 shown in FIG. 4 is provided with a pair of support shafts 81A and 81B that support the aluminum base material 30 along the axial direction in the horizontal direction. The support shafts 81 </ b> A and 81 </ b> B penetrate the anodizing tank 12 and are supported so as to be rotatable with respect to the side wall of the anodizing tank 12.
The support shafts 81A and 81B are connected to, for example, a rotation drive unit (not shown) such as a motor. The support shafts 81A and 81B are rotated in the same direction by the rotation drive unit. Then, the aluminum base material 30 rotates.

さらに、図４に示す陽極酸化処理装置８０では、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂの他端に円盤状の通電部材８２Ａ、８２Ｂが一体に設けられており、通電部材８２Ａ、８２Ｂはアルミニウム基材３０の両端に面接触して封止している。
通電部材８２Ａ、８２Ｂは、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂあるいはアルミニウム基材３０の軸方向にエアシリンダ等の進退動を行う駆動部（図示略）によって、進退動ができるように設置されている。アルミニウム基材３０を電解液１４で満たされていない陽極酸化処理槽１２の側壁に支持された支持軸８１Ａ、８１Ｂに設置した後、アルミニウム基材３０の軸方向の両側から、通電部材８２Ａ、８２Ｂをアルミニウム基材３０の両端に面接触させることで通電可能となる。
アルミニウム基材３０の両端を通電部材８２Ａ、８２Ｂで封止して、内部に電解液が入らないように止水した後、陽極酸化槽１２内を電解液１４で満たす。 Further, in the anodizing apparatus 80 shown in FIG. 4, disk-shaped current-carrying members 82A and 82B are integrally provided at the other ends of the current-carrying shafts 43A and 43B, and the current-carrying members 82A and 82B are made of the aluminum base material 30. Both ends are sealed in surface contact.
The energization members 82A and 82B are installed so as to be able to advance and retract by energizing shafts 43A and 43B or a drive unit (not shown) such as an air cylinder that advances and retracts in the axial direction of the aluminum base 30. After the aluminum base material 30 is installed on the support shafts 81A and 81B supported by the side walls of the anodizing bath 12 that is not filled with the electrolytic solution 14, the energization members 82A and 82B are provided from both sides in the axial direction of the aluminum base material 30. Is brought into surface contact with both ends of the aluminum substrate 30 to enable energization.
Both ends of the aluminum substrate 30 are sealed with current-carrying members 82A and 82B, water is stopped so that the electrolyte does not enter the interior, and then the inside of the anodizing tank 12 is filled with the electrolyte 14.

図４に示すように、アルミニウム基材３０は、両端の内径側角部が面取りされ、テーパ状になっていることが好ましい。一方、通電部材８２Ａ、８２Ｂは、アルミニウム基材３０のテーパ面に面接触できるように、外径側角部が面取りされ、テーパ状になっていることが好ましい。これにより、両者は通電部材８２Ａ、８２Ｂのアルミニウム基材３０に当接する当接面８３Ａ、８３Ｂにおいて、電気的に緊密に接触することができる。加えて、アルミニウム基材３０若しくは通電部材８２Ａ、８２Ｂ側が回転した場合に、接触させた抵抗により回転を伝達することができ、これらを同期させて回転させることができる。従って、接触面積が大きく、また回転した際の滑りの影響や摩耗の影響も軽減されるため、安定した電流供給が可能となる。   As shown in FIG. 4, it is preferable that the aluminum base material 30 is chamfered by chamfering inner corners at both ends. On the other hand, the energizing members 82A and 82B are preferably tapered so that the outer-diameter side corners are chamfered so that they can come into surface contact with the tapered surface of the aluminum base 30. Thereby, both can contact closely electrically on contact surface 83A, 83B contact | abutted to the aluminum base material 30 of electricity supply member 82A, 82B. In addition, when the aluminum base 30 or the energizing members 82A and 82B side is rotated, the rotation can be transmitted by the contacted resistance, and these can be rotated in synchronization. Therefore, the contact area is large, and the influence of slipping and wear when rotating is reduced, so that stable current supply is possible.

なお、通電部材８２Ａ、８２Ｂとアルミニウム基材３０を同期させて回転させる手段としては、支持軸８１Ａ、８１Ｂではなく、図１に示す陽極酸化処理装置１０と同様に、通電部材８２Ａ、８２Ｂに接続された通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂが回転駆動源になっていてもよい。その場合、支持軸８１Ａ、８１Ｂは上記で説明した回転駆動部に接続せず、アルミニウム基材３０と同期して回転できるような構造になっていればよい。
また、図４に示す陽極酸化処理装置８０では、アルミニウム基材３０の両端の内径側角部、および通電部材８２Ａ、８２Ｂの外径側角部を面取りしてテーパ状にしているが、アルミニウム基材３０の両端の外径側角部を面取りし、通電部材８２Ａ、８２Ｂの内径側角部を面取りしてテーパ状にしてもよい。さらに、各通電部材８２Ａ、８２Ｂにおいて、テーパの形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、通電部材８２Ａ、８２Ｂは、全体が導電性を有する材料から構成されている必要はなく、アルミニウム基材３０と通電用シャフト１４とを電気的に接続可能な構成とされていればよい。 In addition, as means for rotating the current-carrying members 82A and 82B and the aluminum base material 30 in synchronization with each other, not the support shafts 81A and 81B but the current-carrying members 82A and 82B as in the anodizing apparatus 10 shown in FIG. The energized shafts 43A and 43B may be rotational drive sources. In that case, the support shafts 81 </ b> A and 81 </ b> B need not be connected to the rotation driving unit described above, but may have a structure that can rotate in synchronization with the aluminum base material 30.
In the anodizing apparatus 80 shown in FIG. 4, the inner diameter side corners of both ends of the aluminum base 30 and the outer diameter side corners of the current-carrying members 82A and 82B are chamfered into a taper shape. The outer diameter side corners at both ends of the material 30 may be chamfered, and the inner diameter side corners of the energizing members 82A and 82B may be chamfered to be tapered. Further, in each of the energization members 82A and 82B, the taper shape may be the same or different.
Further, the energization members 82A and 82B do not have to be made of a conductive material as a whole, and may be configured so that the aluminum base 30 and the energization shaft 14 can be electrically connected.

＜第二の実施形態＞
次に、図５を用いて本発明の第二の実施形態について説明する。
第二の実施形態において、第一の実施形態と異なる点は、アルミニウム基材の内周面を被覆して陽極酸化する点である。
なお、図５において、第一の実施形態の図１と同様の構成要素については同一符号で示し、その説明を省略する。 <Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the inner peripheral surface of the aluminum base material is covered and anodized.
In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図５に示す陽極酸化処理装置９０は、アルミニウム基材３０の内周面の全てがフィルムＦで被覆されている。
アルミニウム基材３０の内周面をフィルムＦで被覆する方法としては特に制限されず、例えば接着剤でフィルムＦを内周面に貼り付ける方法が挙げられる。
フィルムＦとしては、耐酸性を有する樹脂から構成されるフィルムが好ましい。このような樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、塩素化ポリエーテル樹脂、フェノール樹脂、フラン樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリステル樹脂などが挙げられる。 In the anodizing apparatus 90 shown in FIG. 5, the entire inner peripheral surface of the aluminum base material 30 is covered with the film F.
The method for coating the inner peripheral surface of the aluminum base 30 with the film F is not particularly limited, and examples thereof include a method of attaching the film F to the inner peripheral surface with an adhesive.
The film F is preferably a film composed of a resin having acid resistance. Examples of such resins include polyethylene terephthalate resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl acetate resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyethylene resin, polypropylene resin, and polyisobutylene resin. , Polyamide resin, polyacetal resin, polymethyl methacrylate resin, polycarbonate resin, polytetrafluoroethylene resin, chlorinated polyether resin, phenol resin, furan resin, xylene resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, and the like.

第二の実施形態によれば、アルミニウム基材の内周面を被覆するので、アルミニウム基材の内周面に電解液を接触させないように陽極酸化できる。従って、電解液に対するアルミニウム基材の接触面積が、内周面を被覆しない場合に比べて約半分に減少するため、陽極酸化によるアルミニウム基材の発熱を軽減できる。その結果、電解液の温度上昇が抑制されるので、陽極酸化中の電解液の温度が安定し、細孔の深さのバラツキが抑えられた金型が得られる。
加えて、電解液の温度が安定することで、熱によるアルミニウム基材の変形を効果的に防止したり、陽極酸化時の「ヤケ」を抑制したりできる。また、槽冷却装置の能力や整流器容量を軽減できるので、設備的に安価な構成とすることが可能となる。 According to the second embodiment, since the inner peripheral surface of the aluminum base material is covered, anodization can be performed so that the electrolyte solution does not contact the inner peripheral surface of the aluminum base material. Therefore, since the contact area of the aluminum base material with respect to the electrolytic solution is reduced by about half compared with the case where the inner peripheral surface is not covered, heat generation of the aluminum base material due to anodization can be reduced. As a result, since the temperature rise of the electrolytic solution is suppressed, a mold in which the temperature of the electrolytic solution during anodic oxidation is stabilized and variation in the depth of the pores is suppressed can be obtained.
In addition, by stabilizing the temperature of the electrolytic solution, it is possible to effectively prevent the aluminum base material from being deformed by heat, and to suppress “burning” during anodization. Moreover, since the capacity | capacitance and rectifier capacity | capacitance of a tank cooling device can be reduced, it becomes possible to set it as a cheap structure from an installation.

このような本発明の効果は、アルミニウム基材が長くなったり、基材の直径が大きくなったりするほど、すなわち、アルミニウム基材の表面積が大きくなり、電解液の使用量が増えるほど発揮される。
従って、本発明の金型の製造方法は、大型の金型を製造する場合に特に好適である。 Such an effect of the present invention is exhibited as the aluminum base becomes longer or the diameter of the base becomes larger, that is, the surface area of the aluminum base becomes larger and the amount of electrolyte used increases. .
Therefore, the mold manufacturing method of the present invention is particularly suitable when a large mold is manufactured.

なお、第二の実施形態では、図５に示すようにアルミニウム基材３０の内周面が被覆されているので、アルミニウム基材３０の内部に電解液が入らないように止水する必要はない。従って、電解液１４で満たされた陽極酸化処理槽１２内でアルミニウム基材３０の両端に回転部材３２Ａ、３２Ｂを挿入してもよい。
また、電源３８から通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂに供給された電流が、回転部材３２Ａ、３２Ｂの当接面３７Ａ、３７Ｂを介してアルミニウム基材３０に供給されれば、アルミニウム基材３０の両端を回転部材３２Ａ、３２Ｂで封止する必要はなく、例えば回転部材３２Ａ、３２Ｂはスポーク状やリング状であってもよい。 In the second embodiment, since the inner peripheral surface of the aluminum base 30 is coated as shown in FIG. 5, it is not necessary to stop the water so that the electrolytic solution does not enter the aluminum base 30. . Therefore, the rotating members 32 </ b> A and 32 </ b> B may be inserted into both ends of the aluminum base 30 in the anodizing treatment tank 12 filled with the electrolytic solution 14.
Further, if the current supplied from the power source 38 to the energizing shafts 43A and 43B is supplied to the aluminum base material 30 via the contact surfaces 37A and 37B of the rotating members 32A and 32B, both ends of the aluminum base material 30 are connected. It is not necessary to seal with the rotating members 32A and 32B. For example, the rotating members 32A and 32B may have a spoke shape or a ring shape.

また、第二の実施形態における金型の製造方法は、上述した方法に限定されず、例えば図６に示す陽極酸化処理装置１００を用いてアルミニウム基材３０を陽極酸化してもよい。なお、図６において、第一の実施形態の図１、４と同様の構成要素については同一符号で示し、その説明を省略する。
図６に示す陽極酸化処理装置１００を用いる場合、アルミニウム基材３０を電解液１４で満たされた陽極酸化処理槽１２の支持軸８１Ａ、８１Ｂの上に設置し、その後、前後移動を行う駆動部（図示略）を用いて通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂを両側から同時に動かして、通電部材８２Ａ、８２Ｂにアルミニウム基材３０を接触させることができる。 Moreover, the manufacturing method of the metal mold | die in 2nd embodiment is not limited to the method mentioned above, For example, you may anodize the aluminum base material 30 using the anodizing apparatus 100 shown in FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIGS. 1 and 4 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
When the anodizing apparatus 100 shown in FIG. 6 is used, the drive unit that moves the aluminum substrate 30 on the support shafts 81A and 81B of the anodizing tank 12 filled with the electrolytic solution 14 and then moves back and forth. The aluminum base material 30 can be brought into contact with the energization members 82A and 82B by simultaneously moving the energization shafts 43A and 43B from both sides by using (not shown).

なお、上述した第二の実施形態における金型の製造方法では、図５、６に示すようにアルミニウム基材３０の内周面の全てをフィルムＦで被覆しているが、内周面の一部が被覆された状態で（すなわち、内周面の一部が露出した状態で）陽極酸化してもよい。アルミニウム基材の内周面の少なくとも一部が被覆されていれば、内周面を被覆しない場合に比べて電解液に対する接触面積を減らすことができるので、上述した本発明の効果が得られる。ただし、本発明の効果を十分に発揮するためには、内周面の全てを被覆するのが好ましい。   In the mold manufacturing method in the second embodiment described above, the entire inner peripheral surface of the aluminum substrate 30 is covered with the film F as shown in FIGS. Anodization may be performed with the portion covered (that is, with a part of the inner peripheral surface exposed). If at least a part of the inner peripheral surface of the aluminum base material is coated, the contact area with respect to the electrolytic solution can be reduced as compared with the case where the inner peripheral surface is not coated, so that the effect of the present invention described above can be obtained. However, in order to fully exhibit the effects of the present invention, it is preferable to cover the entire inner peripheral surface.

［金型］
本発明の金型は、上述した本発明の金型の製造方法により得られる。従って、本発明の金型は、細孔の深さのバラツキが抑えられ、規則性の高い細孔を有する。
本発明の金型は、例えば表面に形成された微細凹凸構造を転写するインプリント法で用いられる金型として好適である。 [Mold]
The metal mold | die of this invention is obtained by the manufacturing method of the metal mold | die of this invention mentioned above. Therefore, the metal mold | die of this invention has the variation in the depth of a pore, and has a regular pore.
The metal mold | die of this invention is suitable as a metal mold | die used by the imprint method which transfers the fine concavo-convex structure formed in the surface, for example.

［実施例１］
図１に示す陽極酸化処理装置１０を用いて、円筒状のアルミニウム基材３０を以下のようにして陽極酸化した。
まず、アルミニウム基材３０（外径２００ｍｍ、長さ３２０ｍｍ）の両端を回転部材３２Ａ、３２Ｂで封止し、内部に電解液１４が入らないように止水した状態で、陽極酸化槽１２内の電解液１４に浸漬させた。ついで、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂを回転部材３２Ａ、３２Ｂに装着し、モータ（図示略）を駆動させ、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂおよび回転部材３２Ａ、３２Ｂを表面の周速が３．８ｍ／ｍｉｎの条件下で回転させ、アルミニウム基材３０をその軸方向を回転中心として回転させた。
そして、アルミニウム基材３０を回転させながら、給電フラットバー４５Ａ、４５Ｂ、回転受け部４６Ａ、４６Ｂ、通電用シャフト４３Ａ、４３Ｂ、および回転部材３２Ａ、３２Ｂを介してアルミニウム基材３０と陰極板３６との間に４０Ｖの電圧を印加して、３０分間陽極酸化し、アルミニウム基材３０の表面に酸化皮膜を形成した。
電解液１４としては、濃度０．３Ｍのシュウ酸水溶液（初期温度１６℃、調温なし）を用い、槽容積が１０７Ｌであったため、電解液の供給量を３６Ｌ／分とした。 [Example 1]
The cylindrical aluminum base material 30 was anodized as follows using the anodizing apparatus 10 shown in FIG.
First, both ends of the aluminum base material 30 (outer diameter 200 mm, length 320 mm) are sealed with rotating members 32A and 32B, and water is stopped so that the electrolytic solution 14 does not enter the interior of the anodizing tank 12. It was immersed in the electrolytic solution 14. Next, the energizing shafts 43A and 43B are mounted on the rotating members 32A and 32B, and a motor (not shown) is driven, and the energizing shafts 43A and 43B and the rotating members 32A and 32B have a peripheral speed of 3.8 m / min. The aluminum substrate 30 was rotated with its axial direction as the center of rotation.
Then, while rotating the aluminum base material 30, the power supply flat bars 45A and 45B, the rotation receiving portions 46A and 46B, the energizing shafts 43A and 43B, and the rotating members 32A and 32B, the aluminum base material 30 and the cathode plate 36 A voltage of 40 V was applied between the two and anodized for 30 minutes to form an oxide film on the surface of the aluminum substrate 30.
As the electrolytic solution 14, an aqueous oxalic acid solution having a concentration of 0.3 M (initial temperature 16 ° C., no temperature control) was used, and the tank volume was 107 L. Therefore, the supply amount of the electrolytic solution was 36 L / min.

上記のようにして陽極酸化処理装置１０で３０分通電した際の電流値の状態を実測した結果を図７に示す。
なお、図７において、横軸は積算時間（秒）を示し、縦軸は電流値（Ａ）である。 FIG. 7 shows the result of actual measurement of the state of the current value when the anodic oxidation apparatus 10 is energized for 30 minutes as described above.
In FIG. 7, the horizontal axis indicates the integration time (seconds), and the vertical axis indicates the current value (A).

［比較例１］
電解液１４で満たされた陽極酸化処理槽１２内でアルミニウム基材３０の両端に回転部材３２Ａ、３２Ｂを挿入し、電解液がアルミニウム基材３０の内部に流入する状態とした以外は、実施例１と同様にして陽極酸化した。このときの電流値の状態を実測した結果を図７に示す。 [Comparative Example 1]
Example except that rotating members 32A and 32B are inserted into both ends of the aluminum base 30 in the anodizing bath 12 filled with the electrolytic solution 14 so that the electrolytic solution flows into the aluminum base 30. Anodization was conducted in the same manner as in Example 1. FIG. 7 shows the result of actual measurement of the current value at this time.

実施例１の場合、陽極酸化されるアルミニウム基材の処理面積（すなわち、電解液との接触面積）は、２５．０ｄｍ^２であった。一方、比較例１の場合、アルミニウム基材の処理面積は、４２．１ｄｍ^２であった。
また、図７から明らかなように、アルミニウム基材の両端を封止し、内部に電解液が入らないように止水して陽極酸化した実施例１は、内部を止水せずに陽極酸化した比較例１に比べて電流値が小さかった。従って、上記式（１）より熱流量Ｑの値が小さくなるので、陽極酸化によるアルミニウム基材の発熱が軽減され、その結果、電解液の温度上昇が抑制されることが示された。
よって、本発明であれば、陽極酸化中の電解液の温度が安定するので、細孔の深さのバラツキが抑えられた金型を製造することができる。 In the case of Example 1, the treatment area of the aluminum base material to be anodized (that is, the contact area with the electrolytic solution) was 25.0 dm ² . On the other hand, in Comparative Example 1, the processing area of the aluminum substrate was 42.1dm ^2.
Further, as is clear from FIG. 7, Example 1 in which both ends of the aluminum base material are sealed and water is stopped so that the electrolytic solution does not enter inside is anodized without water inside. The current value was smaller than that of Comparative Example 1. Therefore, since the value of the heat flow rate Q is smaller than the above formula (1), the heat generation of the aluminum base material due to the anodic oxidation is reduced, and as a result, the temperature rise of the electrolytic solution is suppressed.
Therefore, according to the present invention, since the temperature of the electrolytic solution during anodization is stabilized, a mold in which variation in the depth of the pores is suppressed can be manufactured.

１０、８０、９０、１００ 陽極酸化処理装置、
１４ 電解液、
３０ アルミニウム基材、
３２Ａ、３２Ｂ 回転部材、
８２Ａ、８２Ｂ 通電部材、
５２ 細孔、
５４ 酸化皮膜（陽極酸化アルミナ）、
６０ 金型、
Ｆ フィルム。 10, 80, 90, 100 anodizing equipment,
14 electrolyte,
30 aluminum substrate,
32A, 32B rotating member,
82A, 82B conducting member,
52 pores,
54 oxide film (anodized alumina),
60 molds,
F film.

Claims (4)

円筒状のアルミニウム基材を電解液中で陽極酸化して、外周面に複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが形成された金型を製造する方法であって、
アルミニウム基材の内周面に電解液を接触させないように陽極酸化する、金型の製造方法。 A method for producing a mold in which anodized alumina having a plurality of pores on an outer peripheral surface is formed by anodizing a cylindrical aluminum substrate in an electrolyte solution,
A method for producing a mold, in which anodization is performed so that an electrolyte does not contact an inner peripheral surface of an aluminum base. 前記アルミニウム基材の内部に電解液が入らないように止水しながら陽極酸化する、請求項１に記載の金型の製造方法。   The manufacturing method of the metal mold | die of Claim 1 which anodizes, water-stopping so that electrolyte solution may not enter the inside of the said aluminum base material. 前記アルミニウム基材の内周面を被覆して陽極酸化する、請求項１に記載の金型の製造方法。   The manufacturing method of the metal mold | die of Claim 1 which coat | covers the inner peripheral surface of the said aluminum base material, and anodizes. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型の製造方法により製造された、金型。   The metal mold | die manufactured by the manufacturing method of the metal mold | die as described in any one of Claims 1-3.

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