模具的制造方法和表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法技术

本发明专利技术的模具的制造方法具有如下工序：利用混合有两种以上的酸的电解液，以60V以上且120V以下的电压对铝基材进行阳极氧化，在铝基材的表面形成具有多个细孔的氧化覆膜的工序(a)；以及，去除氧化覆膜中的至少一部分的工序(b)，作为工序(a)中的电解液，使用满足如下条件的电解液：将利用仅为两种以上的酸之中酸解离常数Ka最高的酸A的电解液以与工序(a)相同的条件对铝基材进行阳极氧化时的电流密度记作D1、将利用与工序(a)相同的电解液以与工序(a)相同的条件对铝基材进行阳极氧化时的电流密度记作D2时，(D1)/2＞D2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模具的制造方法和表面具有微细凹凸结构的成形体的制造 方法
本专利技术涉及表面具有包含多个细孔的微细凹凸结构的模具的制造方法、以及使用 了前述模具的表面具有微细凹凸结构的成形体的制造方法。 本申请基于2012年05月30日在日本申请的日本特愿2012-123090主张优先权， 并将其内容援用至此。
技术介绍
近年来，由于微细加工技术的进步，使对成形体的表面赋予纳米级别的微细凹凸 结构成为可能。纳米级别的微细凹凸结构会表现出例如被称为蛾眼效应的抗反射功能、被 称为荷叶效应的拒水功能之类的源自结构的功能，因此积极地尝试纳米级别的微细凹凸结 构在产业上的利用。 存在多种对成形体的表面赋予微细凹凸结构的技术。这些之中，将形成于模具表 面的微细凹凸结构转印至成形体主体的表面的方法能够以简便且少的工序对成形体的表 面赋予微细凹凸结构，因此适合于工业生产。近年来，作为简便地制造表面具有微细凹凸结 构的大面积的模具的方法，通过将铝基材进行阳极氧化从而形成具有多个细孔的氧化覆膜 (多孔阳极氧化铝）的方法备受关注（例如参照专利文献1、2)。对于利用阳极氧化而形成 的氧化覆膜而言，细孔的间隔（间距）与施加电压成比例地变大。从可比较简单地控制细 孔的间隔的观点出发，前述方法也适合作为模具的制造方法。 然而，在利用阳极氧化来制造模具的情况下，为了使模具兼顾合适的细孔深度和 规则的排列，适合的是，将阳极氧化分成两个阶段来实施的方法（以下，在本说明书中也记 作两阶段氧化法。）。即，依次进行下述工序（1)?工序（3)，从而使模具获得合适的细 孔。 工序（1):对铝基材的表面进行阳极氧化，忽视细孔的深度而使细孔规则地排列 的工序。 工序（2):将利用工序（1)而形成的氧化覆膜中的一部分或全部去除的工序。 工序（3):在工序（2)之后，再次对铝基材进行阳极氧化，在保持规则排列的情况 下形成任意深度的细孔的工序。 利用两阶段氧化法来制造模具时，利用工序（1)而形成的氧化覆膜（以下也记作 最初形成的氧化覆膜。）的厚度过厚过薄均不优选。即，氧化覆膜薄时，在工序（2)之后 铝基材的机械加工痕迹（例如通过切削加工而产生的条状花纹）之类的微小凹凸仍会残 留。使用留有机械加工痕迹的模具时，铝基材的机械加工痕迹还会转印至成形体主体的表 面，成为外观不良的原因。另外，氧化覆膜厚时，工序（2)之后生成的铝基材的晶界高度差 之类的微小凹凸会明显至能够目视识别的程度。使用晶界高度差显著的模具时，晶界高度 差之类的微小凹凸也会被转印至成形体主体的表面，成为外观不良的原因。 如上述那样，利用工序（1)形成的氧化覆膜过厚过薄均不适合作为模具的使用。 toon] 虽然因供于阳极氧化的铝基材的晶粒的大小、机械加工的方法而异，但只要最初 形成的氧化覆膜的厚度为〇. 5?10 μ m的范围，则作为模具使用基本没有障碍。有必要调 整阳极氧化时间、电流密度来适当调整通过阳极氧化而产生的累积电量，以使所要形成的 氧化覆膜落入上述范围。 例如专利文献1中，使用浓度为0. 3M、温度为17°C的草酸电解液，在40V的施加电 压下进行阳极氧化，形成细孔间隔为IOOnm的氧化覆膜时，适当变更阳极氧化时间来调整 氧化覆膜的厚度。但是，在该条件下，施加电压高时，电流密度显著变高，氧化覆膜的形成 速度显著变快，因此难以将氧化覆膜抑制在10 μ m以下。能够应用的施加电压最高也不足 70V。 专利文献2中，使用浓度为0. 05mol/L、温度为3°C的草酸电解液，在80V的施加 电压下实施了阳极氧化。通过抑制电解液的浓度、温度，能够降低电流密度、可在80V的施 加电压下阳极氧化。专利文献2中没有氧化覆膜的厚度的相关记载，例如即使为适合的厚 度，为了在工业上实现该条件，也需要用于将电解液维持在：TC的低温的特殊装置，是不经 济的。 作为在维持施加电压不变的条件下调整电流密度的方法，考虑了变更电解液的方 法。通过适当选择专利文献1、2中记载的各种电解液，理论上能够容易地调整氧化覆膜的 厚度而不使用用于将电解液维持于低温的特殊装置。 但是，将例如磷酸等用作电解液来形成氧化覆膜时，虽然能够将施加电压提高至 80V以上，但会产生氧化覆膜的厚度不均一或者细孔直径明显偏差之类的其它问题，难以形 成适合于作为模具使用的氧化覆膜。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特许第4658129号公报 专利文献2 :日本特许第4368415号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问是页 本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其提供：即使在施加电压高的情况下也能够控 制电流密度、无需使用特殊的装置、可容易地调整最初形成的氧化覆膜的厚度或氧化时间、 且通过去除最初形成的氧化覆膜的厚度或氧化覆膜的至少一部分从而使形成在铝基材上 的凹坑的直径比较均匀的模具的制造方法；以及，可简便地制造在表面具有由多个突起形 成的微细凹凸结构的成形体的方法。 用于解决问题的方案 本专利技术人等进行了深入研究，结果发现，通过使用以适合的比例混合有两种以上 的酸的电解液，即使在施加电压高的情况下也能够控制电流密度、无需使用特殊的装置、可 容易地调整最初形成的氧化覆膜的厚度或氧化时间、且通过去除最初形成的氧化覆膜的厚 度或氧化覆膜的至少一部分从而使形成在铝基材上的凹坑的直径比较均匀，由此完成了本 专利技术。 (1)本专利技术的第一方式所述的模具的制造方法为制造在铝基材的表面形成有具有 多个细孔的氧化覆膜的模具的方法，具有如下工序： 工序（a):利用混合有两种以上的酸的电解液，以60V以上且120V以下的电压对 铝基材进行阳极氧化，在前述铝基材的表面形成具有多个细孔的氧化覆膜的工序；以及 工序（b):去除利用前述工序（a)形成的前述氧化覆膜中的至少一部分的工序， 作为前述工序（a)中使用的前述混合有两种以上的酸的电解液，使用满足下述条 件（α )的电解液。 (条件（α )): 将利用仅为前述两种以上的酸之中酸解离常数Ka最高的酸A的电解液以与前述 工序（a)相同的条件对铝基材进行阳极氧化时的电流密度记作D1、 将利用与前述工序（a)相同的电解液以与前述工序（a)相同的条件对铝基材进行 阳极氧化时的电流密度记作D2时， 前述Dl和前述D2满足下述式（1)。 (D1)/2>D2 · · · (1) (2)根据（1)的模具的制造方法，其中，在前述工序（a)中，以超过70V且不足120V 的电压对前述铝基材进行阳极氧化， 作为前述工序（a)中使用的前述混合有两种以上的酸的电解液,使用进一步满足 下述条件（β)的电解液。 (条件（β )): 前述酸A之外的其它酸的体积摩尔浓度与前述酸A的体积摩尔浓度之比（X =其 它酸/酸AX 100)满足下述式（2)。 0· 85V_60〈x〈140 · · · (2) 式中，V为工序（a)中的阳极氧化时的施加电压。 (3)根据⑵的模具的制造方法，其中，在前述工序（a)中，以75V以上且IlOV以 下的电压对前述铝基材进行阳极氧化。 (4)根据（1)?（3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模具的制造方法，其为制造在铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的模具的方法，具有如下工序：工序(a)：利用混合有两种以上的酸的电解液，以60V以上且120V以下的电压对铝基材进行阳极氧化，在所述铝基材的表面形成具有多个细孔的氧化覆膜的工序；以及工序(b)：去除利用所述工序(a)形成的所述氧化覆膜中的至少一部分的工序，作为所述工序(a)中使用的所述混合有两种以上的酸的电解液，使用满足下述条件(α)的电解液，条件(α)：将利用仅为所述两种以上的酸之中酸解离常数Ka最高的酸A的电解液以与所述工序(a)相同的条件对铝基材进行阳极氧化时的电流密度记作D1、将利用与所述工序(a)相同的电解液以与所述工序(a)相同的条件对铝基材进行阳极氧化时的电流密度记作D2时，所述D1和所述D2满足下述式(1)，(D1)/2>D2···(1)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.30 JP 2012-1230901. 一种模具的制造方法，其为制造在铝基材的表面形成有具有多个细孔的氧化覆膜的 模具的方法，具有如下工序： 工序（a):利用混合有两种以上的酸的电解液，以60V以上且120V以下的电压对铝基 材进行阳极氧化，在所述铝基材的表面形成具有多个细孔的氧化覆膜的工序；以及 工序（b):去除利用所述工序（a)形成的所述氧化覆膜中的至少一部分的工序， 作为所述工序（a)中使用的所述混合有两种以上的酸的电解液，使用满足下述条件 (a)的电解液， 条件（a ): 将利用仅为所述两种以上的酸之中酸解离常数Ka最高的酸A的电解液以与所述工序 (a)相同的条件对铝基材进行阳极氧化时的电流密度记作D1、 将利用与所述工序（a)相同的电解液以与所述工序（a)相同的条件对铝基材进行阳极 氧化时的电流密度记作D2时， 所述D1和所述D2满足下述式（1)， (D1)/2>D2 ? ? ? (1)。2. 根据权利要求1所述的模具的制造方法，其中，在所述工序（a)中，以超过70V且不 足120V的电压对所述铝基材进行阳极氧化， 作为所述工序（a)中使用的所述混合有两种以上的酸的电解液，使用进一步满足下述 条件（￠)的电解液， 条件（@ : 所述酸A之外的其它酸的体积摩尔浓度与所述酸A的体积摩尔浓度之比x满足下述式 (2)，其中，x =其它酸/酸AX 100， 0?85V-60〈x〈140 ? ? ? (2) 式（2)中，V为工序（a)中的阳极氧化时的施加电压。3. 根据权利要求2所述的模具的制造方法，其中，在所述工序（a)中，以75V以上且 110V以下的电压对所述铝基材进行阳极氧化。4. 根据权利要求1所述的模具的制造方法，其中，所述工序（a)中的所述混合有两种以 上的酸的电解液的初始温度为6°C以上。5. 根据权利要求1所述的模具的制造方法，其中，所述工序（a)中使用的所述酸A为草 酸。6. 根据权利要求1所述的模具的制造方法，其中，所述工序（a)中使用的所述酸A之外 的其它酸为磷酸。7. 根据权利要求1所述的模具的制造方法，其中，所述工序（a)中使用的所述混合有两 种以上的酸的电解液由草酸和磷酸的混合液构成。8. 根据权利要求1所述的模具的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：井川雅资，冈本英子，益田秀树，
申请(专利权)人：三菱丽阳株式会社，公益财团法人神奈川科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：日本;JP