フォトリソグラフィ一括加工した微細パターン付き圧延ロールによるアルミ板の表面処理

摘要

圧延鋼板に表面形状を付けるため、圧延ロール円筒面にレリーフを刻む場合がある。このために機械加工やレーザ加工が利用される。ダル用ディンプルを鋼板に形成する場合は、ショットピーニング処理したランダムな突起形成で問題は無い。しかし、アルミ材では、尖った形状がむしれを生じる問題がある。アルミ材は塗装されずに利用されることも多く、地肌の美しさが要求される。例えば、どの向きから見ても、つや消しされて見える仕上がりである。光が均一·広角で反射する表面形状が望ましい。前原らはレーザ加工によって、圧延ロールに凹凸形状を鋼板に転写した。直径170μm，高さ10μmのリング状突起を、ピッチ340μm（75dpi相当）で配列した。図1（a）に示すように、リングは方向依存性の無い形状である。上記は、目視確認できるサイズ（約50μm以上）であり、粗い。もしも、パターンを微細にするために、レーザをより集光して点を小さくすると、1点あたりの加工面積が狭く、生産性が下がる問題がある。加えて、焦点深度が浅くなり、位置決め精度も要求される。掛川らは、フレキシブルな厚さ10μmのメタルマスクの丸穴をレーザ加工して、ダイヤモンドライクカーボンをピッチ約65μmで並ぶ直径45μmの丸形ドットアレイ状に成膜した。相澤らはプラズマ窒化を組み合わせたテクスチャ形成のマスク材としてインクジェットプリンタのドットアレイを利用した。直径は最小100μmである。立体サンプル上への微細パターン形成は、形状の自由度と微細さの両立が重要技術の一つとなる。