JP2009220351A - Pattern forming body and duplication method using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属表面に形成された凹及び/又は凸状のパターンを高精度に再現できるパターン形成体に関し、特に凹版版面を複製する場合の電鋳液内に浸漬した場合でも良好な凹版原版が作製できる二層型のパターン形成体に関するものである。 The present invention relates to a pattern formed body capable of reproducing a concave and / or convex pattern formed on a metal surface with high accuracy, and particularly an intaglio original plate that is good even when immersed in an electroforming liquid for duplicating an intaglio plate surface. The present invention relates to a two-layer pattern forming body that can be manufactured.
一般的に印刷に使用する凹版版面を作製するためには、まず、金属板を手工的方法又は機械的な彫刻により凹版画線(以下「凹状パターン」という)を形成することにより、一面の金属原版(以下「第一の金属原版」という)が作製される。この第一の金属原版の凹状パターンを写し取り凸状パターンと成る複製版(以下「パターン形成体」という)を作製し、さらには、パターン形成体の凸状パターンを写し取り、凹状パターンと成る金属原版(以下「第二の金属原版」という)を作製した後、この第二の金属原版から印刷面数に応じ多面化して、凹版印刷の多面の印刷版面と成る。この第一の金属原版から複製版及び第二の金属原版を作製する理由は、複製又は作業工程中に第一の金属原版を損傷し、使用できなくなった場合に、再度第一の金属原版と同様の金属原版を作製する必要があり、その作製には多大な時間と労力を要し、さらには、第一の金属原版と同一な凹状パターンを再現することが極めて困難であるため、あらかじめ第二の金属原版を作製して複製又は作業工程に供している。そのため、第一の金属原版は、第二の金属原版が作製できた時点で、繰返し使用されることなく、唯一の金属原版として厳重に保管される。よって、第一の金属原版から第二の金属原版を如何にして安全、かつ、安定して同一な凹状パターンを再現及び複製できるかが重要となる。なお、当業者は、第一の金属原版を「凹版原版」、第二の金属原版を「凹版副原版」と呼ぶことがある。 In general, in order to produce an intaglio plate surface used for printing, a metal plate is first formed by forming an intaglio image line (hereinafter referred to as “concave pattern”) by a manual method or mechanical engraving. An original plate (hereinafter referred to as “first metal original plate”) is produced. Copying the concave pattern of the first metal original plate to produce a duplicated plate (hereinafter referred to as “pattern forming body”), and further copying the convex pattern of the pattern forming body to form a concave pattern. After a metal original plate (hereinafter referred to as “second metal original plate”) is produced, the second metal original plate is multifaceted according to the number of printing surfaces to form a multifaceted printing plate surface for intaglio printing. The reason for producing a duplicate plate and a second metal plate from this first metal plate is that if the first metal plate is damaged during the copying or working process and cannot be used again, the first metal plate and Since it is necessary to prepare a similar metal original, it takes a lot of time and labor, and it is extremely difficult to reproduce the same concave pattern as that of the first metal original. A second metal master is produced and used for replication or work processes. Therefore, the first metal original is strictly stored as the only metal original without being repeatedly used when the second metal original is produced. Therefore, it is important how the first and second metal original plates can be reproduced and duplicated in a safe and stable manner with the same concave pattern. A person skilled in the art sometimes refers to the first metal original plate as an “intaglio original plate” and the second metal original plate as an “intaglio sub original plate”.
第一の金属原版からパターン形成体を作製する工程は、最初に第一の金属原版の凹状パターン(凹版画線)を転写し、パターン形成体を得るため、第一の金属原版とパターン形成体では、凹凸形状が逆となる。従来、パターン形成体にUV硬化樹脂を用いて、二層構造とする方法としては、記録面に形成された凹凸形状を樹脂板に転写するための樹脂板製造用鋳型の製造方法であって、凹凸形状が形成された原盤の記録面に樹脂層を形成する樹脂層を形成した後、形成された樹脂層の裏面にガラス又はセラミック等による補強層を形成して樹脂層の機械的な強度を高くする方法がある(例えば、特許文献1参照)。 The step of producing the pattern forming body from the first metal original plate is to first transfer the concave pattern (intaglio image line) of the first metal original plate to obtain the pattern forming body. Then, the uneven shape is reversed. Conventionally, as a method of forming a two-layer structure using a UV curable resin for a pattern forming body, a method for producing a mold for producing a resin plate for transferring an uneven shape formed on a recording surface to a resin plate, After forming the resin layer that forms the resin layer on the recording surface of the master with the irregular shape formed, a reinforcing layer made of glass or ceramic is formed on the back surface of the formed resin layer to increase the mechanical strength of the resin layer. There is a method of increasing the height (for example, see Patent Document 1).
また、熱硬化層の裏面に金属とセラミックの複合した層を形成することによって、樹脂版のそりや変形等を防止し、樹脂版の機械的な強度を高くする方法がある(例えば、特許文献2参照)。 In addition, there is a method for preventing warpage or deformation of the resin plate and increasing the mechanical strength of the resin plate by forming a composite layer of metal and ceramic on the back surface of the thermosetting layer (for example, Patent Documents). 2).
しかし、特許文献1の方法は、第一の金属原版(一般に銅版)から転写版(ニッケル等)を剥離する際に、金属同士の接着性が高いため、剥離が困難となり、原版を損傷するおそれがある。また、裏面がセラミック等であるため、第二の金属原版作製時における電鋳液の内部応力により、変形やそり等を生じるおそれがある。 However, in the method of Patent Document 1, when the transfer plate (nickel or the like) is peeled from the first metal original plate (generally a copper plate), the metal-to-metal adhesion is high, so that peeling becomes difficult and the original plate may be damaged. There is. In addition, since the back surface is ceramic or the like, there is a possibility that deformation, warpage or the like may occur due to internal stress of the electroforming liquid at the time of producing the second metal original plate.
また、特許文献2の方法は、第一の金属原版の微細なパターンを転写する樹脂層の形成に熱硬化性樹脂を使用しているため、第一の金属原版の微細なパターンの再現性にかけるおそれがある。
Moreover, since the method of
本発明は、第一の金属原版の凹状パターン又は凸状パターンを転写するパターン形成体において、パターン形成体は、凹状パターン又は凸状パターンを転写する第一層と第一層を補強する第二層との二つの層から成り、第一層は、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤から成る組成物のパターン形成材料から成り、第二層は、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤から成る組成物の補強材料から成ることを特徴とするパターン形成体である。 The present invention provides a pattern forming body for transferring a concave pattern or a convex pattern of a first metal original plate, wherein the pattern forming body is a second layer for reinforcing the first layer and the first layer for transferring the concave pattern or the convex pattern. The first layer is composed of a pattern forming material composed of an epoxy compound and a photocationic polymerization initiator, and the second layer is composed of an epoxy resin and an epoxy resin curing agent. The pattern forming body is characterized by comprising a reinforcing material.
また、本発明の第一層におけるパターン形成材料は、30℃において液状のポリブタジエンエポキシ化物と、エポキシ当量が150g/eq以上の脂環式エポキシ化合物を、パターン形成材料全体に対して合わせて50%以上含有する組成物と、光カチオン重合開始剤から成り、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の割合が10:90〜60:40の範囲にあることを特徴とするパターン形成体である。 The pattern forming material in the first layer of the present invention comprises 50% of polybutadiene epoxidized in liquid form at 30 ° C. and an alicyclic epoxy compound having an epoxy equivalent of 150 g / eq or more based on the entire pattern forming material. A pattern forming body comprising the composition contained above and a photocationic polymerization initiator, wherein the ratio of the polybutadiene epoxidized product and the alicyclic epoxy compound is in the range of 10:90 to 60:40.
また、本発明の第一層におけるパターン形成材料は、1分子内にエポキシ基を二つ有し、環状構造を含むエポキシ化合物を40%以上含有する組成物と光カチオン重合開始剤であることを特徴とするパターン形成材体である。 Further, the pattern forming material in the first layer of the present invention is a composition containing two or more epoxy groups in one molecule and containing 40% or more of an epoxy compound containing a cyclic structure and a photocationic polymerization initiator. This is a featured pattern forming material.
また、本発明の第一層におけるパターン形成材料は、1分子内にエポキシ基を二つ有し、環状構造を含むエポキシ化合物の環状構造が、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、水添ビスフェノールA型から選択される一種以上であることを特徴とするパターン形成体である。 The pattern forming material in the first layer of the present invention has two epoxy groups in one molecule, and the cyclic structure of an epoxy compound containing a cyclic structure is bisphenol A type, bisphenol F type, hydrogenated bisphenol A type. It is a pattern formation body characterized by being 1 or more types selected from.
また、本発明の第一層におけるパターン形成材料の30℃における粘度が20Pa・s以下であることを特徴とするパターン形成体である。 The pattern forming material of the first layer of the present invention is characterized in that the viscosity at 30 ° C. is 20 Pa · s or less.
また、本発明の第二層における補強材料は、30℃における粘度が20Pa・s以下であることを特徴とするパターン形成体である。 The reinforcing material in the second layer of the present invention is a pattern forming body characterized in that the viscosity at 30 ° C. is 20 Pa · s or less.
また、本発明の第二層における補強材料のエポキシ樹脂硬化剤は、アミン系の硬化剤であることを特徴とするパターン形成体である。 Moreover, the epoxy resin curing agent of the reinforcing material in the second layer of the present invention is an amine-based curing agent.
また、本発明は、第一層の厚みが1mm〜6mm及び第二層の厚みが1mm〜4mmであることを特徴とするパターン形成体である。 Moreover, this invention is 1 mm-6 mm in thickness of a 1st layer, and the thickness of a 2nd layer is 1 mm-4 mm, It is a pattern formation body characterized by the above-mentioned.
また、本発明は、凹状パターン又は凸状パターンが形成された第一の金属原版上にパターン形成層の第一層を形成する、第一層形成工程と、パターン形成層側から紫外線を照射し、常温放置乃至60℃以下の温度で加熱することによる第一層硬化工程と、パターン形成層の第二層を形成する第二層形成工程と、常温乃至60℃以下の温度で加熱することによる第二層硬化工程と、第一の金属原版から、パターン形成体を剥離するパターン形成体剥離工程と、剥離されたパターン形成体の、凹状パターン及び/又は凸状パターンが転写されたパターン側に無電解めっきを施す導電化層形成工程と、電鋳により電鋳層を形成する電鋳層形成工程と、パターン形成体から、電鋳層を剥離することにより、第一の金属原版の凹状パターン及び/又は凸状パターンが複製された第二の金属原版を得る電鋳層剥離工程と、を備えたことを特徴とする第二の金属原版の複製方法である。 The present invention also includes a first layer forming step of forming a first layer of the pattern forming layer on the first metal original plate on which the concave pattern or the convex pattern is formed, and irradiation with ultraviolet rays from the pattern forming layer side. A first layer curing step by heating at room temperature to a temperature of 60 ° C. or less, a second layer forming step of forming a second layer of the pattern forming layer, and a heating at a temperature of room temperature to 60 ° C. or less. The second layer curing step, the pattern forming body peeling step for peeling the pattern forming body from the first metal original plate, and the pattern side of the peeled pattern forming body on the pattern side where the concave pattern and / or the convex pattern is transferred. Conductive layer forming step for electroless plating, electroformed layer forming step for forming an electroformed layer by electroforming, and by removing the electroformed layer from the pattern forming body, the concave pattern of the first metal original plate And / or convex Pattern is replicated second method replication second metal precursor to the electroformed layer peeling step to obtain a metal precursor, comprising the.
本発明のパターン形成体は、金属板表面に形成された凹状パターン及び/又は凸状パターンを複製するために用いる、型取り用のパターン形成体であり、二層で構成されているため、複製工程における剥離に対し耐久性に優れ、かつ、第二の金属原版作製時における電鋳液の内部応力に対するそりも発生させず、凹状パターンの再現性も良好である。また、本発明のパターン形成体は、金属板上に形成された凹状パターンに限らず、凸状パターンや凹凸形状であっても、パターン再現性は良好である。なお、凸状パターンとは、凸版印刷に用いる凸版画線をいう。 The pattern forming body of the present invention is a pattern forming body for molding used to replicate a concave pattern and / or a convex pattern formed on the surface of a metal plate, and is composed of two layers. It has excellent durability against peeling in the process, does not generate warpage with respect to the internal stress of the electroforming liquid during the production of the second metal original plate, and has good reproducibility of the concave pattern. In addition, the pattern forming body of the present invention is not limited to the concave pattern formed on the metal plate, and the pattern reproducibility is good even if it is a convex pattern or an uneven shape. The convex pattern refers to a relief image line used for relief printing.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は以下に述べる実施するための最良の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載における技術的思想の範囲内であれば、その他の色々な実施の形態が含まれる。なお、本実施の形態では凹版印刷に用いる金属版面の複製により例示するが、凸版等の他の印刷方式や他分野のホログラム、CD又は半導体等の金属板に形成した凹形状及び/又は凸形状の複製に対しても実施可能である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention described below, and various other embodiments are included within the scope of the technical idea described in the scope of claims. . In this embodiment, the metal plate surface used for intaglio printing is exemplified by duplication. However, other printing methods such as relief printing, holograms in other fields, concave shapes formed on metal plates such as CDs or semiconductors, and / or convex shapes. It can also be applied to the duplication.
(パターン形成体の構成)
図1に示す、第一の金属原版1は、凹版印刷に用いる一面判の凹版原版であり、印刷版となる多面の凹版版面の基となる。また、銅板であり、公知の腐食法で凹状パターン1を設けた。凹状パターン1は、手工的方法又は機械的な彫刻等でも構わない。
(Configuration of pattern forming body)
A first metal original plate 1 shown in FIG. 1 is a one-sided intaglio original plate used for intaglio printing, and serves as a basis for a multi-sided intaglio plate surface to be a printing plate. Moreover, it was a copper plate and the concave pattern 1 was provided by the well-known corrosion method. The concave pattern 1 may be a manual method or mechanical engraving.
第一の金属原版1の凹版画線である凹状パターン1pが、パターン形成体2の第一層2aに転写されて、凸状パターン2pが形成される。パターン形成体2は、第一層2a上に第二層2bを積層した二層構造であることと、その組成物が本発明における構成の特徴である。
The
パターン形成体2を第一層2aと第二層2bで構成する理由としては、第一層2aは、第一の金属原版1における凹状パターン1Pの形状を、高精度に転写する機能を有し、一方、第二層2bは、第二の金属原版を得る過程におけるパターン形成体2の剥離時又は電鋳時のストレスに対し補強する機能を有し、第一層2aと第二層2bとで異なる機能を付加することを目的としている。
The reason why the
第一層2aの厚みとしては、凹状パターン1Pの画線深度によって選択できるが、好ましくは1〜6mmの厚さである。第一層2aの厚さを1mm以上としたのは、凹版印刷に用いる場合の凹状パターン1Pの画線深度は最大で0.1mmであり、半導体やCDのスタンパ(金属原版)と比較すると大きな厚みが求められるからである。また、第一層2aの厚さを6mm以下としたのは、紫外線による第一層硬化工程における硬化不良を避けるためである。
The thickness of the
なお、第二層2bの厚みは、1〜4mmであることが望ましい。第二層2bの厚みが1mm以下の場合は、補強効果に乏しいからである。また、第二層2bの厚みが4mm以上の場合は、乾燥効率や経済性を考慮した上で好ましくないからである。
In addition, as for the thickness of the
(第一層2aの組成1)
本発明のパターン形成体2の第一層2aとなるパターン形成材料は、30℃において液状のポリブタジエンエポキシ化物と、エポキシ当量が150g/eq以上の脂環式エポキシ化合物を、パターン形成材料全体に対して合わせて50%以上含有する組成物と、光カチオン重合開始剤から成るパターン形成材料であって、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の割合が10:90〜60:40の範囲にあることを特徴とするパターン形成材料である。
(Composition 1 of the
The pattern forming material to be the
また、ポリブタジエンエポキシ化物と、脂環式エポキシ化合物のパターン形成材料全体に占める割合が50%以上であれば、他のエポキシ化合物あるいはカチオン重合可能な材料をさらに追加配合することも可能である。追加配合するエポキシ化合物は、カチオン重合可能な官能基が二つ以上あるものが好ましい。 Further, if the ratio of the polybutadiene epoxidized product and the alicyclic epoxy compound to the entire pattern forming material is 50% or more, it is possible to further blend other epoxy compounds or materials capable of cationic polymerization. The epoxy compound added additionally preferably has two or more functional groups capable of cationic polymerization.
また、ポリブタジエンエポキシ化物と組み合わせる脂環式エポキシ化合物のエポキシ当量は、150g/eqであることが好ましい。エポキシ当量が小さい脂環式エポキシ化合物(エポキシ当量が150g/eq未満)を用いた場合、硬化反応が速いために変形するとともに、硬化物の架橋密度が高いため、強度が低下することから、本発明の用途には適さない。また、ポリブタジエンエポキシ化物は、分子量が大きい方がより高い強度が得られるため好ましい。 The epoxy equivalent of the alicyclic epoxy compound combined with the polybutadiene epoxidized product is preferably 150 g / eq. When an alicyclic epoxy compound (epoxy equivalent is less than 150 g / eq) having a small epoxy equivalent is used, it is deformed because the curing reaction is fast, and the strength is reduced due to the high crosslink density of the cured product. It is not suitable for the use of the invention. Moreover, since the higher intensity | strength is obtained, the one where a polybutadiene epoxidized material has a larger molecular weight is preferable.
また、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の総量に対して、ポリブタジエンエポキシ化物の割合は10〜60%の範囲にあることが好ましい。ポリブタジエンエポキシ化物が10%未満の場合、UV硬化性が低下するとともに、第一の金属原版からの剥離性が悪化する。また、ポリブタジエンエポキシ化物が60%を越えた場合、粘度が高くなりすぎるため作業性が悪くなるとともに、硬化前のパターン形成材料中における泡の除去に長時間を必要とする。
次に、表1を用いてポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の配合割合について検証する。
Moreover, it is preferable that the ratio of a polybutadiene epoxidized material exists in the range of 10 to 60% with respect to the total amount of a polybutadiene epoxidized material and an alicyclic epoxy compound. When the polybutadiene epoxidized product is less than 10%, the UV curability is lowered and the peelability from the first metal original plate is deteriorated. Further, when the polybutadiene epoxidized product exceeds 60%, the viscosity becomes too high, so that workability is deteriorated and a long time is required for removing bubbles in the pattern forming material before curing.
Next, Table 1 is used to verify the blending ratio of the polybutadiene epoxidized product and the alicyclic epoxy compound.
表1は、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の各配合割合における真空下(常温25〜30℃)の脱泡性、紫外線の照射後、60℃で五時間加熱した場合における硬化性、硬化後に第一の金属原版からの剥離性ついての検証である。なお、評価の基準は、以下のようにした。
○:良好
×:不良
Table 1 shows the defoaming property under vacuum (at room temperature of 25 to 30 ° C.) at each blending ratio of the polybutadiene epoxidized product and the alicyclic epoxy compound. It is verification about the peelability from the first metal original plate later. The evaluation criteria were as follows.
○: Good ×: Bad
配合例1は、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の割合が15:85である。配合例1は、脱泡性、硬化性及び剥離性のいずれも良好であった。 In Formulation Example 1, the ratio of the polybutadiene epoxidized product to the alicyclic epoxy compound is 15:85. In Formulation Example 1, all of the defoaming property, curability and peelability were good.
配合例2は、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の割合が55:45である。配合例2も、配合例1同様に脱泡性、硬化性及び剥離性のいずれも良好であった。 In Formulation Example 2, the ratio of the polybutadiene epoxidized product to the alicyclic epoxy compound is 55:45. In Formulation Example 2, as in Formulation Example 1, all of the defoaming property, curability and peelability were good.
配合例3は、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の割合が5:95である。配合例3は、脱泡性は良好であるが、配合例1と配合例2と比較して樹脂の硬化が不良であり、第一の金属原版からの剥離が困難であった。 In blending example 3, the ratio of the polybutadiene epoxidized product to the alicyclic epoxy compound is 5:95. In Formulation Example 3, the defoaming property was good, but the curing of the resin was poor compared to Formulation Example 1 and Formulation Example 2, and peeling from the first metal original plate was difficult.
配合例4は、ポリブタジエンエポキシ化物と脂環式エポキシ化合物の割合が65:35である。配合例4は、前述の配合例1、2及び3の粘度が、30℃において19Pa・sであるのに対し、30℃における粘度が29Pa・sであったため脱泡することが困難であった。 In Formulation Example 4, the ratio of the polybutadiene epoxidized product to the alicyclic epoxy compound is 65:35. In Formulation Example 4, the viscosity of Formulation Examples 1, 2, and 3 was 19 Pa · s at 30 ° C., whereas it was difficult to defoam because the viscosity at 30 ° C. was 29 Pa · s. .
(第1層の組成2)
もう一つのパターン形成体2の第一層2aとなるパターン形成材料の形態は、1分子内にエポキシ基を二つ有し、環状構造を含むエポキシ化合物を40%以上含有するエポキシ組成物と光カチオン重合開始剤から成るパターン形成材料である。1分子中にエポキシ基を一つしか有しない場合、無電解めっき時に硬化パターン形成材料層表面が荒れ、均一なめっき膜が得られない。また、1分子中にエポキシ基を三つ以上有するエポキシ樹脂を主成分とした組成物の場合、硬化物が脆くなり、第一の金属原版から剥離する際破損しやすくなる。
(
The pattern forming material to be the
また、1分子内にエポキシ基を二つ有し、環状構造を含むエポキシ化合物のパターン形成材料全体に占める割合は、40%以上であればよく、他のエポキシ化合物あるいはカチオン重合可能な材料をさらに追加配合することも可能である。追加配合するエポキシ化合物あるいはカチオン重合可能な材料は、無電解めっき時の安定性から、カチオン重合可能な官能基が二つ以上あるものが好ましい。追加配合するエポキシ化合物の中には脂環式エポキシ化合物も含まれるが、エポキシ当量の制限はなく、エポキシ当量150g/eq以下の脂環式エポキシ化合物も使用可能である。 Further, the proportion of the epoxy compound having two epoxy groups in one molecule and including the cyclic structure in the entire pattern forming material may be 40% or more, and another epoxy compound or a material capable of cationic polymerization may be further added. Additional blending is also possible. The additionally compounded epoxy compound or cationically polymerizable material preferably has two or more functional groups capable of cationic polymerization in view of stability during electroless plating. The epoxy compound added additionally includes an alicyclic epoxy compound, but there is no limitation on the epoxy equivalent, and an alicyclic epoxy compound having an epoxy equivalent of 150 g / eq or less can also be used.
また、1分子内にエポキシ基を二つ以上有し、環状構造を含むエポキシ化合物の環状構造は、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型又は水添ビスフェノールA型から選択される一種以上であり、複数含まれても良い。ビスフェノールA型、ビスフェノールF型又は水添ビスフェノールA型を用いることにより、変形がない硬化物が得られる。 Moreover, the cyclic structure of the epoxy compound having two or more epoxy groups in one molecule and including a cyclic structure is one or more selected from bisphenol A type, bisphenol F type or hydrogenated bisphenol A type, and includes a plurality It may be. By using bisphenol A type, bisphenol F type or hydrogenated bisphenol A type, a cured product without deformation can be obtained.
また、第一層2aのパターン形成材料は、硬化前のパターン形成材料中における泡の除去を考慮すると、30℃における粘度が20Pa・s以下が好ましく、4Pa・s以下がより好ましい。30℃における粘度が20Pa・s以上では、硬化前のパターン形成材料中の泡を除く作業が困難となるからである。
The pattern forming material of the
光重合開始剤は、紫外線を吸収し、エポキシ官能基のカチオン重合を開始できるものであれば限定されない。例を挙げれば、芳香族スルホニウム塩がある。パターン形成材料への、光重合開始剤の添加量は0.1〜5%が好ましい。この添加量は、硬化物の厚みに応じて適宜増減する。4〜5mmの厚みでは、硬化に伴う変形を少なくするために、0.2〜2%の範囲で添加することが好ましい。 A photoinitiator will not be limited if it can absorb an ultraviolet-ray and can start the cationic polymerization of an epoxy functional group. An example is an aromatic sulfonium salt. The addition amount of the photopolymerization initiator to the pattern forming material is preferably 0.1 to 5%. The amount added is appropriately increased or decreased according to the thickness of the cured product. When the thickness is 4 to 5 mm, it is preferable to add in the range of 0.2 to 2% in order to reduce deformation caused by curing.
以上のパターン形成材料を第一層2aに用いることにより、そり等の変形がなく、第一の金属原版からの剥離が容易な樹脂版を得ることができる。
By using the above pattern forming material for the
(第2層の組成)
本発明のパターン形成体2の第二層2bとなる補強材料は、エポキシ樹脂とアミン系の硬化剤による常温乃至熱硬化型の樹脂層を形成することが好ましい。エポキシ樹脂は、補強効果があるものであれば特に制限はなく、全てのエポキシ樹脂を用いることができるが、常温で液状であることが好ましく、低粘度のエポキシ樹脂がさらに好ましい。脱泡等の作業性を考慮する必要があるからである。具体的に好ましい粘度は、30℃における粘度が20Pa・s以下であり、4Pa・s以下がより好ましい粘度である。なお、補強効果のあるエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
(Composition of the second layer)
The reinforcing material to be the
アミン系の硬化剤は、公知のものを使用することができるが、可使時間が常温で30分以上の低粘度の硬化剤が好ましく、作業温度(常温乃至60℃以下)で硬化させることが可能な硬化剤でなければならない。脱泡等の作業性を考慮する必要があるからである。具体的に好ましい粘度は、30℃における粘度が20Pa・s以下であり、4Pa・s以下がより好ましい粘度である。なお、アミン系の硬化剤としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等、ポリアミド(ダイマー酸変性)、ケチミン(ケトン変性)又はチオ尿素変性等が挙げられる。 As the amine-based curing agent, known ones can be used, but a low-viscosity curing agent having a pot life of 30 minutes or more at room temperature is preferable, and curing is performed at a working temperature (room temperature to 60 ° C. or less). Must be a possible curing agent. This is because it is necessary to consider workability such as defoaming. Specifically, the viscosity at 30 ° C. is 20 Pa · s or less, more preferably 4 Pa · s or less. Examples of amine-based curing agents include diethylenetriamine, triethylenetetramine, metaxylylenediamine, isophoronediamine, diaminodiphenylmethane, polyamide (dimer acid modified), ketimine (ketone modified), and thiourea modified.
(パターン形成体を用いた複製工程)
次に、本発明のパターン形成体により、第一の金属原版1から第二の金属原版5を複製する工程について図2のフローチャート図により説明する。
(Replication process using pattern forming body)
Next, the process of replicating the first metal original plate 1 to the second metal
一例として、図2に示すように、第一の金属原版1から第二の金属原版5を複製する工程は、第一層形成工程(S1)、第一層硬化工程(S2)、第二層形成工程(S3)、第二層硬化工程(S4)、パターン形成体剥離工程(S5)、導電化層形成工程(S6)、電鋳層形成工程(S7)、電鋳層剥離工程(S8)からなり立っている。
As an example, as shown in FIG. 2, the steps of replicating the first metal original plate 1 to the second metal
第一層形成工程(S1)は、凹状パターン又は凸状パターンが形成された第一の金属原版上に光硬化性のパターン形成材料を流し込んで第一層を形成する工程である。 The first layer forming step (S1) is a step of forming a first layer by pouring a photocurable pattern forming material onto the first metal original plate on which the concave pattern or the convex pattern is formed.
第一層硬化工程(S2)は、第一層形成工程(S1)において流し込んだパターン形成材料に紫外線等を照射して第一層を硬化させる工程である。 The first layer curing step (S2) is a step of curing the first layer by irradiating the pattern forming material poured in the first layer forming step (S1) with ultraviolet rays or the like.
第二層形成工程(S3)は、第一層硬化工程(S2)において硬化した第一層の上に、熱硬化性のエポキシ樹脂を流し込み、第一層の上に熱硬化性エポキシ樹脂から成る第二層を形成する工程である。 In the second layer forming step (S3), a thermosetting epoxy resin is poured onto the first layer cured in the first layer curing step (S2), and the thermosetting epoxy resin is formed on the first layer. This is a step of forming the second layer.
第二層硬化工程(S4)は、第二層形成工程(S3)において流し込んだ熱硬化エポキシ樹脂を、60℃以下に過熱して第二層を硬化させる工程である。 The second layer curing step (S4) is a step in which the thermosetting epoxy resin poured in the second layer forming step (S3) is heated to 60 ° C. or lower to cure the second layer.
パターン形成体剥離工程(S5)は、第二層の硬化後にパターン形成体を第一の金属原版から剥離する工程である。 A pattern formation body peeling process (S5) is a process of peeling a pattern formation body from a 1st metal original plate after hardening of a 2nd layer.
導電化層形成工程(S6)は、パターン形成体剥離工程(S5)において剥離された樹脂版に無電解めっきを施し、第一の原版から転写されたパターン側に導電化層を形成する工程である。 The conductive layer forming step (S6) is a step of performing electroless plating on the resin plate peeled in the pattern forming body peeling step (S5) and forming a conductive layer on the pattern side transferred from the first original plate. is there.
電鋳層形成工程(S7)は、導電化層形成工程(S6)により形成された導電化層に対し、電鋳により電鋳層を形成する工程である。 The electroformed layer forming step (S7) is a step of forming an electroformed layer by electroforming with respect to the conductive layer formed in the conductive layer forming step (S6).
電鋳層剥離工程(S8)は、電鋳層形成工程(S7)により形成された電鋳層及び導電化層から成る第二の金属原版を、樹脂版から剥離する工程である。次に、本発明のパターン形成体2を用い、第一の金属原版1から第二の金属原版5を複製する工程について図3により具体的に説明する。
The electroformed layer peeling step (S8) is a step of peeling the second metal original plate composed of the electroformed layer and the conductive layer formed in the electroformed layer forming step (S7) from the resin plate. Next, the process of replicating the second metal
例えば、図3Aに示すように、銅製の金属板に凹状パターン1Pを形成した第一の金属原版1を作製した。 For example, as shown to FIG. 3A, the 1st metal original plate 1 which formed the concave pattern 1P in the copper metal plate was produced.
次に、図3Bに示すように、本発明のパターン形成体2の第一層2aとなるパターン形成材料を、第一の金属原版1の表面に1〜5mm程度の厚みになるように流し込み、減圧下で脱泡する。この際、適宜加熱することにより、第一層2aの粘度を下げれば、より脱泡が容易になる。なお、本発明のパターン形成材料は、光硬化性であり、加熱しても硬化反応は起こらない。
Next, as shown in FIG. 3B, the pattern forming material to be the
次に、図3Cに示すように、第一層2a側から紫外線10を照射し、常温又は60℃程度以下の温度に数時間加熱して第一層2aを硬化させる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
ここで用いる紫外線照射装置は、紫外線硬化型インキの硬化に用いられるメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等を用いることができるが、光重合開始剤を励起しカチオンを発生させることができれば特に限定されない。 The ultraviolet irradiation device used here may be a metal halide lamp, a high-pressure mercury lamp, or the like used for curing ultraviolet curable ink, but is not particularly limited as long as it can excite the photopolymerization initiator to generate cations.
紫外線10の照射後、カチオン重合を完全に進行させるため、常温放置乃至60℃以下の温度で加熱する。60℃の温度でも三時間以上の加熱が必要であるため、より高い温度が好ましいが、70℃以上では第一層2aの変質が起こるため、60℃以下が好ましい。前述の第一層2aの変形を防止するには、より低い温度が好ましい。反応温度及び反応時間は、作業時間に応じて適宜調整可能である。
After irradiation with
次に、図3Dに示すように、第一層2a上に第二層2bを形成し、パターン形成体(層)2となる。第二層2bとなる補強材料を、第一層2aの表面に1〜4mm程度の厚みになるように流し込み、常温乃至60℃以下の温度で五時間以上加熱することにより形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、図3Eに示すように、第一の金属原版1から硬化したパターン形成体2を剥離した。したがって、パターン形成体2には、凹状パターン1Pの逆の形状である凸状パターン2’aが正確に形成されている。なお、第一層2aのパターン形成材料の種類によっては、紫外線を照射した直後に樹脂版を凹版版面から剥離し、その後常温又は60℃程度以下の温度で数時間加熱し完全に硬化させ第二層を形成する方法も選択可能である。
Next, as shown in FIG. 3E, the cured
次に、図3Fに示すように、公知の無電解めっきなどの手段によりパターン形成体2の第一層2aの凸状パターン2a側に導体化処理を行い、導体化層3を形成する。なお、導体化処理を行う前にコロナ放電等による親水化処理を行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 3F, the conductor layer 3 is formed by conducting a conductor treatment on the
次に、図3Gに示すように、電鋳により導体化層3上に電鋳層4を形成することによって、第二の金属原版5が形成される。この時、導体化層3及び電鋳層4の材料は、同一であることが望ましく、例えば銅又はニッケル等が好適であるが、異なる材料を組合わせても構わない。また、電鋳とは、電気分解によって導電性材料(導体化層3)の上に金属層を形成するものであり、元となるパターン形成体2表面に形成した凹状パターンを正確に逆の形状へと複製する方法であるため、公知の方法で実施可能である。
Next, as shown in FIG. 3G, the second metal
次に、図3Hに示すように、パターン形成体2から剥離することで第二の金属原版5を得る。この時、第一の金属原版1の凹状パターン1pと第二の金属原版5の凹状パターン5pは、同一の画線幅及び画線深度であった。
〔実施例〕
Next, as shown in FIG. 3H, the second metal
〔Example〕
以下、本発明のパターン形成体2について具体的な実施例を挙げ、詳細に説明する。
Hereinafter, the
(実施例1)
30℃において液状のポリブタジエンエポキシ化物(ダイセル化学製エポリードPB3600、エポキシ当量190)15部、脂環式エポキシ化合物(ADEKA製オプトマーKRM2199、エポキシ当量200)85部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)0.5部を混合し、第一層2aのパターン形成材料を作製した。
Example 1
15 parts of polybutadiene epoxidized in liquid form at 30 ° C. (Epolyde PB3600 manufactured by Daicel Chemical Industries, epoxy equivalent 190), 85 parts of alicyclic epoxy compound (Optomer KRM2199 manufactured by ADEKA, epoxy equivalent 200), photocationic polymerization initiator (Optomer SP170 manufactured by ADEKA) ) 0.5 part was mixed to prepare a pattern forming material for the
第一の金属原版1にパターン形成材料が流れ出さないような枠を設け、第一層2aのパターン形成材料を5mm程度の厚みになるように流し込み、減圧下で脱泡した。パターン形成体2側から積算光量9000mJ/cm2の紫外線10を照射し、60℃で五時間加熱した。
The first metal original plate 1 was provided with a frame so that the pattern forming material did not flow out, the pattern forming material of the
次に、第一層2a上に第二層2bとして、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン製JER806)100部とエポキシ樹脂硬化剤(ジャパンエポキシレジン製LV11)38部を混合した補強材料を約1mmの厚さで流し込み、50℃で五時間乾燥させた。このことで、第一層2aと第二層2bは完全に密着しており、パターン形成体2が形成できた。
Next, a reinforcing material obtained by mixing 100 parts of bisphenol F type epoxy resin (JER806 made by Japan Epoxy Resin) and 38 parts epoxy resin hardener (LV11 made by Japan Epoxy Resin) as the
次に、第一の金属原版1からパターン形成体2を剥離すると、そりのない凸状パターン2pの再現性の高いパターン形成体2を得た。パターン形成体2は、公知の無電解めっき法でニッケルめっき3を施し、公知の方法でニッケル電鋳4を行うことによって、ニッケル電鋳版(第二の金属原版5)を得た。この第二の金属原版5は、細密な画線部においても高い精度で第一の金属原版1を複製していた。
Next, when the
(実施例2)
以下の実施例は、第二層2bの組成は実施例1と同様であるため、異なる第一層2aのパターン形成材料の組成のみ説明する。ビスフェノールF型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン製JER806、エポキシ当量160〜170)100部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)0.5部を混合し、第一層2aのパターン形成材料を作製した。その後の工程は、実施例1と同様に実施し、そりのないパターン形成体2を得た。さらに公知の方法で電鋳を行うことによって、ニッケル電鋳版(第二の金属原版5)を得た。
(Example 2)
In the following examples, since the composition of the
(実施例3)
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン製YX8034、エポキシ当量290)78部、脂環式エポキシ化合物(ダイセル化学製セロキサイド2021P、エポキシ当量130)22部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)0.5部を混合し、第一層2aのパターン形成材料を作製した。その後の工程は、実施例1と同様に実施し、そりのないパターン形成体2を得た。さら公知の方法で電鋳を行うことによって、ニッケル電鋳版(第二の金属原版5)を得た。ただし紫外線照射量は、積算光量6000mJ/cm2で行った。
(Example 3)
78 parts hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (Japan Epoxy Resin YX8034, epoxy equivalent 290), alicyclic epoxy compound (Daicel Chemical Celloxide 2021P, epoxy equivalent 130), photocationic polymerization initiator (ADEKA Optomer SP170) ) 0.5 part was mixed to prepare a pattern forming material for the
(実施例4)
水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン製YX8034、エポキシ当量290)44部、脂環式エポキシ化合物(ADEKA製オプトマーKRM2199、エポキシ当量200)56部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)2部を混合し、第一層2aのパターン形成材料を作製した。その後の工程は、実施例1と同様に実施し、そりのないパターン形成体2を得た。さらに公知の方法で電鋳を行うことによって、ニッケル電鋳版(第二の金属原版5)を得た。ただし紫外線照射量は、積算光量12000mJ/cm2で行った。
Example 4
44 parts hydrogenated bisphenol A type epoxy resin (Japan Epoxy Resin YX8034, epoxy equivalent 290), alicyclic epoxy compound (ADEKA Optomer KRM2199, epoxy equivalent 200), photocationic polymerization initiator (ADEKA Optomer SP170) 2 parts were mixed and the pattern formation material of the
本発明のパターン形成材料により作成されたパターン形成体2のそりや変形等を比較するため、比較例として第一層のパターン形成材料の組成を例示する。比較例1から比較例3は、実施例1と第一層2aのパターン形成材料を除き同様のため、第一層2aのパターン形成材料のみを説明する。
In order to compare warpage, deformation, and the like of the
(比較例1)
30℃において液状のポリブタジエンエポキシ化物(ダイセル化学製エポリードPB3600、エポキシ当量190)24部、脂環式エポキシ化合物(ダイセル化学製セロキサイド2021P、エポキシ当量130)76部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)0.5部を混合し、第一層2aのパターン形成材料2を作製した。
(Comparative Example 1)
24 parts of polybutadiene epoxidized in liquid form at 30 ° C. (Epolyd PB3600 manufactured by Daicel Chemical Industries, 190 epoxy equivalent), 76 parts alicyclic epoxy compound (Celoxide 2021P manufactured by Daicel Chemical Industries, 130 epoxy equivalent), photocationic polymerization initiator (Optomer manufactured by ADEKA) SP170) 0.5 part was mixed and the
第一の金属原版1に、第一層2aのパターン形成材料が流れ出さないような枠を設け、第一層2aのパターン形成材料を5mm程度の厚みになるように流し込み、減圧下で脱泡した。次に、パターン形成材料2側から積算光量3000mJ/cm2の紫外線を照射し、60℃で五時間加熱した。次に、第二層2bを形成及び乾燥した後、パターン形成体2’を形成、剥離したところ、そりが著しかった(3%以上)。
A frame is provided on the first metal original plate 1 so that the pattern forming material of the
(比較例2)
30℃において液状のポリブタジエンエポキシ化物(ダイセル化学製エポリードPB3600、エポキシ当量190)5部、脂環式エポキシ化合物(ADEKA製オプトマーKRM2199、エポキシ当量200)95部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)0.5部を混合し、第一層2aのパターン形成材料を作製した。
(Comparative Example 2)
5 parts of polybutadiene epoxidized in liquid form at 30 ° C (Dacel Chemical Epolide PB3600, Epoxy equivalent 190), Alicyclic epoxy compound (ADEKA Optomer KRM2199, Epoxy equivalent 200), Photocationic polymerization initiator (ADEKA Optomer SP170) ) 0.5 part was mixed to prepare a pattern forming material for the
第一の金属原版1にパターン形成材料が流れ出さないように枠を設け、パターン形成材料を5mm程度の厚みになるように流し込み、減圧下で脱泡した。パターン形成材料層側から積算光量12000mJ/cm2の紫外線を照射し、60℃で五時間加熱し、パターン形成材料層2を形成した。第一の金属原版1から樹脂版2’を剥離しようとしたが、剥離できなかった。
A frame was provided on the first metal original plate 1 so that the pattern forming material did not flow out, the pattern forming material was poured to a thickness of about 5 mm, and defoamed under reduced pressure. The pattern forming
(比較例3)
30℃において液状のポリブタジエンエポキシ化物(ダイセル化学製エポリードPB3600、エポキシ当量190)65部、脂環式エポキシ化合物(ADEKA製オプトマーKRM2199、エポキシ当量200)35部、光カチオン重合開始剤(ADEKA製オプトマーSP170)0.5部を混合し、第一層2aのパターン形成材料を作製した。このパターン形成材料の粘度は、30℃において29Pa・s、50℃において7.8Pa・s、60℃において4.7Pa・sであった。
(Comparative Example 3)
65 parts of polybutadiene epoxidized in liquid form at 30 ° C (Dacel Chemical Epolide PB3600, epoxy equivalent 190), Alicyclic epoxy compound (ADEKA Optomer KRM2199, epoxy equivalent 200), Photocationic polymerization initiator (ADEKA Optomer SP170) ) 0.5 part was mixed to prepare a pattern forming material for the
第1の金属原版1に、パターン形成材料が流れ出さないように枠を設け、パターン形成材料を5mm程度の厚みになるように流し込み、減圧下で脱泡したが、常温では脱泡困難で、60℃以上に加熱しながら脱泡する必要があり、作業性が悪かった。 The first metal original plate 1 is provided with a frame so that the pattern forming material does not flow out, and the pattern forming material is poured so as to have a thickness of about 5 mm and defoamed under reduced pressure. Defoaming was necessary while heating to 60 ° C or higher, and workability was poor.
1 第一の金属原版
1p 凹状パターン
2 パターン形成体(層)
2a 第一層
2b 第二層
2p 凸状パターン
3 導体化層
4 電鋳層
5 第二の金属原版
5p 凹状パターン
10 紫外線
1 1st metal
Claims (9)
前記パターン形成体は、凹状パターン又は凸状パターンを転写する第一層と前記第一層を補強する第二層との二つの層から成り、
前記第一層は、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤から成る組成物のパターン形成材料から成り、
前記第二層は、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤から成る組成物の補強材料から成ることを特徴とするパターン形成体。 In the pattern forming body for transferring the concave pattern or convex pattern of the first metal original plate,
The pattern forming body comprises two layers, a first layer that transfers a concave pattern or a convex pattern, and a second layer that reinforces the first layer,
The first layer comprises a pattern forming material of a composition comprising an epoxy compound and a cationic photopolymerization initiator,
The said 2nd layer consists of a reinforcement material of the composition which consists of an epoxy resin and an epoxy resin hardening | curing agent, The pattern formation body characterized by the above-mentioned.
前記第一層のパターン形成層側から紫外線を照射し、常温放置乃至60℃以下の温度で加熱することによる第一層硬化工程と、
前記パターン形成層の前記第二層を形成する、第二層形成工程と、
前記第二層を常温乃至、60℃以下の温度で加熱することにより硬化させる第二層硬化工程と、
前記第一の金属原版から、パターン形成体を剥離するパターン形成体剥離工程と、
剥離されたパターン形成体の、凹状パターン及び/又は凸状パターンが転写されたパターン側に、無電解めっきを施す導電化層形成工程と、
電鋳により電鋳層を形成する電鋳層形成工程と、
前記パターン形成体から、前記電鋳層を剥離することにより、前記第一の金属原版の凹状パターン及び/又は凸状パターンが複製された第二の金属原版を得る電鋳層剥離工程と、
を備えたことを特徴とする第二の金属原版の複製方法。 A first layer forming step of forming the first layer of the pattern forming layer according to any one of claims 1 to 5 on a first metal original plate on which a concave pattern or a convex pattern is formed;
A first layer curing step by irradiating ultraviolet rays from the pattern forming layer side of the first layer and heating at a temperature of from room temperature to 60 ° C. or lower;
A second layer forming step of forming the second layer of the pattern forming layer;
A second layer curing step for curing the second layer by heating at room temperature to a temperature of 60 ° C. or lower;
From the first metal original plate, a pattern forming body peeling step for peeling the pattern forming body,
A conductive layer forming step of performing electroless plating on the pattern side on which the concave pattern and / or the convex pattern is transferred of the peeled pattern forming body;
An electroformed layer forming step of forming an electroformed layer by electroforming;
From the pattern forming body, by peeling the electroformed layer, an electroformed layer peeling step for obtaining a second metal original in which the concave pattern and / or the convex pattern of the first metal original is copied,
A second method for replicating a metal original plate, comprising:
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