JP2008137380A - 微細形状転写シートの製造装置および微細形状転写シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
プレスされる際に、シート状基材に皺が入ることなく、転写ムラを発生することなく転写成型することのできる微細形状転写シートの製造装置と微細形状転写シートの製造方法を提供すること。
【解決手段】
シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、中間基材として、本文中で定義する樹脂フィルムとの静摩擦係数が0.5以下のものを用いてなるか、あるいは、該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ゴム材質に滑り処理を施したものを用いてなるか、あるいは、該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングしたものを用いてなる微細形状転写シートの製造装置、あるいは該中間基材を用いた微細形状転写シートの製造方法。
【選択図】図1
Description
(1)シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、前記中間基材として、本文中で定義する樹脂フィルムとの静摩擦係数が0.5以下のものを用いてなることを特徴とする微細形状転写シートの製造装置。
(2)シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、前記中間基材として、該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ゴム材質に滑り処理を施したものを用いてなること特徴とする微細形状転写シートの製造装置。
(3)シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、前記中間基材として、該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングしたものを用いてなること特徴とする微細形状転写シートの製造装置。
(4)前記中間基材の前記樹脂基材側の表面の表面粗さが中心線平均粗さRaで1.0〜10.0μmの範囲であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
(5)前記中間基材の熱抵抗が1.0×10−3m2K/W以下であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
(6)前記中間基材の圧縮弾性率が1.0MPa〜200MPaの範囲の中間基材であることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
(7)前記中間基材の面内の曲げ剛性が、前記金型の長手方向および該長手方向と直角をなす方向で1.0×10−5N・m2〜1.0×10−2N・m2の範囲であることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
(8)前記中間基材の前記樹脂基材側の表面の表面抵抗値が1.0×108Ω/□以下であることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
(9)シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シートの製造方法において、前記中間基材として本文中で定義する樹脂フィルムとの静摩擦係数が0.5以下である中間基材を用いることを特徴とする微細形状転写シートの製造方法。
(10)シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シートの製造方法において、前記中間基材として該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ゴム材質に滑り処理を施したものを用いることを特徴とする微細形状転写シートの製造方法。
(11)シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シートの製造方法において、前記中間基材として該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングしたものを用いることを特徴とする微細形状転写シートの製造方法。
(B)次に、加熱ユニットを作動させて、温調プレート(上)15a、温調プレート(下)15bをともに成型温度まで上昇させる。
本発明において、「摩擦係数」は、ヘイドン(HEIDON)式摩擦測定法を用いて、表面の中心線平均粗さRa=10nm、十点平均粗さRz=150nmで、該表面が表面コート処理を施されていないポリエチレンテレフタレートフィルム(例えば、東レ株式会社製ポリエチレンテレフタレートフィルム「ルミラー」(登録商標)、(品番6XV670の粗面側、フィルム厚み6.3μm、粗面側のRa=10nm、粗面側のRz=150nm)と摩擦して測定した値である。
なお、フィルムの中心線平均粗さRa値、十点平均粗さRz値は、JIS B 0601(2001年版)で規定するRa、Rzに相当するものであり、ともにエスアイアイ・ナノテクノロジー社製卓上小型プローブ顕微鏡「Nanopics」で、フィルムの切断片をスライドガラスに固定して、DFMモードで40μm□の範囲を190sec/frameの走査速度でスキャンし測定したものである。
静摩擦係数の測定は、試験サンプル数を5個(n数5)として、それぞれ、HEIDON社製トライボギア TYPE10で求めた。
JIS B 0601(2001年版)に基づいて、(株)東京精密製粗さ測定機(サーフコム130A)を用いて、カットオフ0.8mm、測定長5mm、測定スピード0.3mm/秒の条件で中心線平均粗さ(Ra)を5回測定し、その平均値を算出し、中心線平均粗さとした。
中間基材の熱伝導率を、130mm×130mmの大きさにカットしたサンプルを京都電子工業(株)製迅速熱伝導率計(QTM−500)によって測定し(n数5)、その平均値を熱伝導率とした。そして、マイクロメーターによって中間基材の厚みを測定し(n数5の平均値)、(厚み)/(熱伝導率)で計算される値を熱抵抗とした。
50mm×50mm(初期面積:25cm2)にカットしたサンプル(n数5)を(株)島津製作所製オートグラフ(AG−100kND)と、(株)島津製作所製ロードセル(SFL−100kNAG)を用いて、圧縮速度0.5mm/分の速度で圧縮力が25kNとなるまで圧縮し、縦軸に圧縮力/初期面積、横軸に厚み/初期厚みをとって表した曲線での縦軸が5MPa(圧縮力12.5kN)における傾き求め、n数における平均値を圧縮弾性率とした。
幅10mm、掴み間隔50mmとなるようにカットしたサンプル(n数5)を(株)島津製作所製小型卓上試験機(EZ−L)にセットして5mm/分の速度で引張り応力が5MPaとなるまで引張り、縦軸に引張り応力、横軸に歪み(引張り方向)をとって表した曲線での縦軸が2.5MPaにおける傾きを求め、n数における平均値をその中間基材の縦弾性係数とした。そして、断面2次モーメントとして、該方向と垂直な断面の幅(b)と高さ(h)から計算される値(b×h3)/12を採用した。曲げ剛性は縦弾性係数と断面2次モーメントの積として求めた。
100mm×100mmにカットしたサンプル(n数5)を(株)ダイアインスツルメンツ製ハイレスタ UP(MCP−HT450)または同社製ロレスタ GP(MCP−T610:JIS K 7194(1994年版)準拠)によって測定し、n数における平均値を表面抵抗値とした。測定レンジにより両測定器を使い分けた。
(1)金型サイズ:500mm(フィルム幅方向)×800mm(フィルム走行方向)×20mm(厚み)。
(2)金型材質:銅。
(3)微細形状:ピッチ50μm、凸部幅25μm、凸部高さ50μmで、フィルム走行方向から見たときの断面が矩形形状のものを使用した。
(4)プレス装置:最大3000kNまで加圧できるもので、加圧は油圧ポンプによってされる。プレス装置内にはアルミ合金製でサイズが700mm(フィルム幅方向)×1000mm(フィルム走行方向)の温調プレートが上下に2枚取り付けられ、それぞれ、加熱装置、冷却装置に連結されている。なお、金型は下側の温調プレートに取り付けられている。加熱装置は熱媒循環装置で、熱媒はバーレルサーム#400(松村石油株式会社製)で、150℃に加熱したものを100L/minの流量で流す。また、冷却装置は冷却水循環装置で、20℃に冷却された水を150L/minの流量で流すものである。
(5)中間基材:上側の温調プレートと基材(PETフィルム)との間に、厚み0.2mm、表面にダイヤモンドライクカーボンをコーティングすることによりPETフィルムとの静摩擦係数が0.20となるシリコーンゴムシート(熱抵抗:1.0×10−3m2K/W、圧縮弾性率45MPa、曲げ剛性(金型長手方向)6.7×10−4N・m2、曲げ剛性(金型長手方向と直角方向)1.1×10−3N・m2、表面抵抗:1.0×1013Ω/□以上)を貼り付ける。
(6)離型装置:図1に示したものと同じ構成で剥離ロールと補助ロールを組み合わせたものを使用した。
(7)基材:ポリエチレンテレフタレートからなり、厚みが100μm(厚みむら:±10μm)、幅は520mmである。該フィルムはプレス装置を挟んで対向に設置した巻出、巻取装置によって、送り出され、巻き取られる。
(8)動作方法:上記の装置を用い、以下のように間欠的に成型を行った。あらかじめ、フィルムを巻出装置から巻取装置までプレス装置を経由して通しておく。次に、温調プレートが上下ともに110℃となるまで加熱した後、上側プレートを下降させて、フィルムのプレスを開始する。プレスは金型表面で5MPaで、30秒実施した。その後、プレスを継続したまま、温調プレートを上下ともに冷却する。各温調プレートが60℃になったときに冷却を停止する。上下ともに冷却が完了すれば、プレスを開放する。上側プレートを上限まで上昇させ、離型装置を駆動して、フィルムを離型する。
(9)上記の動作を繰り返し、10枚の成型フィルムを作成した。成型面を目視で評価した結果、全面均一な転写状態であった。
(1)金型サイズ:実施例1と同じものを使用した。
(2)金型材質:実施例1と同じものを使用した。
(3)微細形状:実施例1と同じものを使用した。
(4)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(5)中間基材:上側の温調プレートと基材(PETフィルム)との間に、厚み0.2mmで基材側表面の中心線平均粗さが2.5μmでPETフィルムとの静摩擦係数が0.48のシリコーンゴムシート(熱抵抗:1.0×10−3m2K/W、圧縮弾性率45MPa、曲げ剛性(金型長手方向)6.7×10−4N・m2、曲げ剛性(金型長手方向と直角方向)1.1×10−3N・m2、表面抵抗:1.0×1013Ω/□以上)を貼り付ける。
(6)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(7)離型装置:実施例1と同じものを使用した。
(8)基材:ポリエチレンテレフタレートからなり、厚みが100μm(厚みむら:±10μm)、幅は520mmである。該フィルムはプレス装置を挟んで対向に設置した巻出、巻取装置によって、送り出され、巻き取られる。
(9)動作方法:実施例1と同じである。
(10)上記の動作を繰り返し、10枚の成型フィルムを作成した。成型面を目視で評価した結果、全面均一な転写状態であった。
(1)金型サイズ:実施例1と同じものを使用した。
(2)金型材質:実施例1と同じものを使用した。
(3)微細形状:実施例1と同じものを使用した。
(4)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(5)中間基材:上側の温調プレートと基材(PETフィルム)との間に、厚み0.2mmで中心線平均粗さが2.5μmのシリコーンゴムと基材側表面にアルミ蒸着した厚さ0.1mmのフィルム(PET)を積層した中間基材を貼り付ける。なお、成形するPETフィルム表面にアルミ蒸着面が接触するように配置する。アルミ蒸着面の静摩擦係数は0.35、中間基材の熱抵抗は1.0×10−3m2K/W、圧縮弾性率は50MPa、曲げ剛性(金型長手方向)は3.9×10−3N・m2、曲げ剛性(金型長手方向と直角方向)は5.6×10−3N・m2、表面抵抗1.5Ω/□であった。
(6)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(7)離型装置:実施例1と同じものを使用した。
(8)基材:ポリエチレンテレフタレートからなり、厚みが100μm(厚みむら:±10μm)、幅は520mmである。該フィルムはプレス装置を挟んで対向に設置した巻出、巻取装置によって、送り出され、巻き取られる。
(9)動作方法:実施例1と同じである。
(10)上記の動作を繰り返し、10枚の成型フィルムを作成した。成型面を目視で評価した結果、全面均一な転写状態であった。また、成型圧力開放時に中間基材への成形フィルムの貼り付きや粘着は全く見られず、極めてスムーズな離型動作が行えた。
(1)金型サイズ:実施例1と同じものを使用した。
(2)金型材質:実施例1と同じものを使用した。
(3)微細形状:実施例1と同じものを使用した。
(4)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(5)中間基材:上側の温調プレートと基材(PETフィルム)との間に、厚み0.2mmで基材側表面の中心線平均粗さが0.5μmでPETフィルムとの静摩擦係数が0.60のシリコーンゴムシート(熱抵抗:1.0×10−3m2K/W、圧縮弾性率45MPa、曲げ剛性(金型長手方向)6.7×10−4N・m2、曲げ剛性(金型長手方向と直角方向)1.1×10−3N・m2、表面抵抗:1.0×1013Ω/□以上)を貼り付ける。
(6)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(7)離型装置:実施例1と同じものを使用した。
(8)基材:ポリエチレンテレフタレートからなり、厚みが100μm(厚みむら:±10μm)、幅は520mmである。該フィルムはプレス装置を挟んで対向に設置した巻出、巻取装置によって、送り出され、巻き取られる。
(9)動作方法:実施例1と同じである。
(10)上記の動作を繰り返し、10枚の成型フィルムを作成した。成型面を目視で評価した結果、10枚のうち3枚において、フィルム走行方向に転写できていないスジ状の非転写部が見られた。
(1)金型サイズ:実施例1と同じものを使用した。
(2)金型材質:実施例1と同じものを使用した。
(3)微細形状:実施例1と同じものを使用した。
(4)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(5)中間基材:無し
(6)プレス装置:実施例1と同じものを使用した。
(7)離型装置:実施例1と同じものを使用した。
(8)基材:ポリエチレンテレフタレートからなり、厚みが100μm(厚みむら:±10μm)、幅は520mmである。該フィルムはプレス装置を挟んで対向に設置した巻出、巻取装置によって、送り出され、巻き取られる。
(9)動作方法:実施例1と同じである。
(10)上記の動作を繰り返し、10枚の成型フィルムを作成した。成型面を目視で評価した結果、10枚中7枚において、一部フィルム走行方向に転写できていないスジ状の非転写部が見られた。
2:シート状の樹脂基材
3:金型
10:プレスユニット
11:支柱
12:プレスシリンダー
13:昇降ガイド
14a、b:加圧プレート(上)、(下)
15a、b:温調プレート(上)、(下)
16:フレーム
17:中間基材
20:離型ユニット
21:剥離ロール
22:補助ロール
30:ヒーターユニット
40:冷却ユニット
50:巻出ユニット
51:巻出ロール回転手段
52a〜d:ガイドロール
53:引出バッファ部
54:フィルム固定部
55:ボックス
56:吸引排気手段
57a、b:センサー
60:巻取ユニット
61:巻取ロール回転手段
62a〜d:ガイドロール
63:巻取バッファ部
64:搬送駆動ロール
65:フィルム固定部
66:ボックス
67:吸引排気手段
68a、b:センサー
Claims (11)
- シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、前記中間基材として、本文中で定義する樹脂フィルムとの静摩擦係数が0.5以下のものを用いてなることを特徴とする微細形状転写シートの製造装置。
- シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、前記中間基材として、該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ゴム材質に滑り処理を施したものを用いてなることを特徴とする微細形状転写シートの製造装置。
- シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シート製造装置において、前記中間基材として、該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングしたものを用いてなることを特徴とする微細形状転写シートの製造装置。
- 前記中間基材の前記樹脂基材側の表面の表面粗さが中心線平均粗さRaで1.0〜10.0μmの範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
- 前記中間基材の熱抵抗が1.0×10−3m2K/W以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
- 前記中間基材の圧縮弾性率が1.0MPa〜200MPaの範囲の中間基材であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
- 前記中間基材の面内の曲げ剛性が、前記金型の長手方向および該長手方向と直角をなす方向で1.0×10−5N・m2〜1.0×10−2N・m2の範囲であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
- 前記中間基材の前記樹脂基材側の表面の表面抵抗値が1.0×108Ω/□以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の微細形状転写シートの製造装置。
- シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シートの製造方法において、前記中間基材として本文中で定義する樹脂フィルムとの静摩擦係数が0.5以下である中間基材を用いることを特徴とする微細形状転写シートの製造方法。
- シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シートの製造方法において、前記中間基材として該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ゴム材質に滑り処理を施したものを用いることを特徴とする微細形状転写シートの製造方法。
- シート状の樹脂基材および微細形状を備えた金型を中間基材を介して加熱・加圧することによって微細形状を賦形する微細形状転写シートの製造方法において、前記中間基材として該中間基材の前記樹脂基材側の表面が、ダイヤモンドライクカーボンをコーティングしたものを用いることを特徴とする微細形状転写シートの製造方法。
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