JP2009257946A

JP2009257946A - 圧力センサおよび圧力検知方法

Info

Publication number: JP2009257946A
Application number: JP2008107721A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsubara; 雄二松原; Hajime Okutsu; 肇奥津; Masatoshi Kamata; 正俊鎌田; Hideko Okamoto; 英子岡本
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2008-04-17
Filing date: 2008-04-17
Publication date: 2009-11-05

Abstract

【課題】低い圧力であっても、従来の圧力測定フィルムでは検知できなかった微小領域に加わる圧力を検知できる圧力センサ、および該圧力センサが圧力を検知した微小領域を検出できる圧力検知方法を提供する。
【解決手段】表面に微細凹凸構造を有し、該微細凹凸構造が、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造を転写して形成されたものである圧力センサ１０；および、圧力センサ１０に圧力が加わることによって微細凹凸構造が変化した領域を、圧力センサからの散乱光、反射光または透過光を測定することにより検出する圧力検知方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力センサおよび圧力検知方法に関する。

光学部品（光学フィルム等）や電子部品（半導体素子等）の製造においては、これら部品に接触する製造装置の部材に高い平滑性、平行性等が要求されることがある。例えば、光学フィルムやその原反フィルムを搬送または加工するロール、ベルト等の表面に、キズ等の微細な凹凸が存在したり、歪みが発生したりした場合、それらは光学フィルムの欠陥となって現れる。

平滑性、平行性等を評価する方法としては、圧力測定フィルムを用いる方法が知られている（例えば特許文献１、２）。
該圧力測定フィルムは、発色剤を入れたマイクロカプセルを含む発色剤層を支持体に塗布したフィルムを、顕色剤を支持体に塗布したフィルムに重ね、加圧部位のマイクロカプセルを破壊させることにより発色剤を顕色剤に吸着させ、化学反応により発色させるものである。

マイクロカプセルの粒径は数μｍ〜数十μｍであるが、マイクロカプセルの粒径が小さいと、マイクロカプセルが破壊されにくくなるため、低い圧力を検知するためには、圧力測定フィルムに用いるマイクロカプセルの粒径は数十μｍにする必要がある。
しかし、該圧力測定フィルムは、マイクロカプセルの破壊により圧力を検知しているため、マイクロカプセルの粒径より小さい領域（以下、微小領域と記す。）に加わる圧力を検知できない問題がある（特許文献３の段落［０００３］、［０００６］）。
特開昭５０−１２６４７９号公報特開平０６−３３１４６７号公報特開２０００−３２１１５６号公報

本発明は、低い圧力であっても、従来の圧力測定フィルムでは検知できなかった微小領域に加わる圧力を検知できる圧力センサ、および該圧力センサが圧力を検知した微小領域を検出できる圧力検知方法を提供する。

本発明の圧力センサは、表面に微細凹凸構造を有し、該微細凹凸構造が、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造を転写して形成されたものであることを特徴とする。
前記微細凹凸構造は、複数の凸部を有し、該凸部間の平均間隔が４００ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明の圧力検知方法は、本発明の圧力センサに圧力が加わることによって前記微細凹凸構造が変化した領域を、圧力センサからの散乱光、反射光または透過光を測定することにより検出することを特徴とする。

本発明の圧力センサは、低い圧力であっても、従来の圧力測定フィルムでは検出できなかった微小領域に加わる圧力を検出できる。
本発明の圧力検知方法によれば、本発明の圧力センサが圧力を検知した微小領域を検出できる。

本明細書において、（メタ）アクリレートは、アクリレートまたはメタクリレートを意味する。また、活性エネルギー線は、可視光線、紫外線、電子線、プラズマ、熱線（赤外線等）等を意味する。

＜圧力センサ＞
図１は、本発明の圧力センサの一例を示す断面図である。圧力センサ１０は、フィルム状の基材１２と、基材１２の表面に形成された、微細凹凸構造を有する硬化樹脂膜１４とを有する。

（基材）
基材１２は、光を透過できるフィルムである。
基材１２の材料としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、ポリエステル、セルロース系樹脂（トリアセチルセルロース等）、ポリオレフィン、脂環式ポリオレフィン等が挙げられる。

（硬化樹脂膜）
硬化樹脂膜１４は、後述の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる膜であり、表面に微細凹凸構造を有する。
微細凹凸構造は、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造を転写して形成されたものであり、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物からなる複数の凸部１６を有する。

微細凹凸構造としては、略円錐形状、角錐形状等の凸部１６が複数並んだ、いわゆるモスアイ構造が好ましい。凸部１６間の間隔が可視光の波長以下であるモスアイ構造は、空気の屈折率から材料の屈折率に連続的に屈折率が増大していくことで特に有効な反射防止の手段となることが知られている。よって、圧力センサ１０においては、凸部が変形せず、かつ破壊されずに、もとの形状のままで微細凹凸構造（モスアイ構造）が存在する領域と、圧力が加わって凸部が変形する、および／または破壊されることによって微細凹凸構造（モスアイ構造）が変化した領域とでは、散乱光、反射光および透過光の輝度に差が生じる。

凸部１６間の平均間隔は、可視光の波長以下、すなわち４００ｎｍ以下が好ましい。陽極酸化アルミナのモールドを用いて凸部１６を形成した場合、凸部１６間の平均間隔は１００ｎｍ程度となることから、２００ｎｍ以下がより好ましく、１５０ｎｍ以下が特に好ましい。

凸部１６間の平均間隔は、凸部１６の形成のしやすさの点から、２０ｎｍ以上が好ましい。
凸部１６間の平均間隔は、電子顕微鏡観察によって隣接する凸部１６間の間隔（凸部１６の中心から隣接する凸部１６の中心までの距離）を５０点測定し、これらの値を平均したものである。

凸部１６の高さは、圧力センサ１０に検知させる圧力の大きさに応じて適宜設定すればよい。凸部１６の高さは、圧力センサ１０の反射率および取扱性の点からは、８０〜５００ｎｍが好ましく、１５０〜３００ｎｍがより好ましい。凸部１６の高さが８０ｎｍ以上であれば、反射率が十分に低くなり、かつ反射率の波長依存性が少ない。凸部１６の高さが５００ｎｍ以下であれば、凸部１６の耐擦傷性が良好となる。
凸部１６の高さは、電子顕微鏡観察によって倍率３００００倍で観察したときにおける、凸部１６の最頂部と、凸部１６間に存在する凹部の最底部との間の距離を測定した値である。

凸部１６のアスペクト比（凸部１６の高さ／凸部１６間の平均間隔）は、圧力センサ１０に検知させる圧力の大きさに応じて適宜設定すればよい。凸部１６のアスペクト比は、圧力センサ１０の反射率および取扱性の点からは、０．８〜５．０が好ましく、１．２〜４．０がより好ましく、１．５〜３．０が特に好ましい。凸部１６のアスペクト比が１．０以上であれば、反射率が十分に低くなる。凸部１６のアスペクト比が５．０以下であれば、凸部１６の耐擦傷性が良好となる。

凸部１６の形状は、高さ方向と直交する方向の凸部１６の断面積が最表面から深さ方向に連続的に増加する形状、すなわち、凸部１６の高さ方向の断面形状が、三角形、台形、釣鐘型等の形状が好ましい。

＜圧力センサの製造方法＞
圧力センサ１０は、例えば、図２に示す製造装置を用いて、下記のような光インプリント法にて製造される。
表面に微細凹凸構造（図示略）を有するロール状モールド２２と、ロール状モールド２２の表面に沿って移動する帯状の基材１２との間に、タンク２４から活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を供給する。

ロール状モールド２２と、空気圧シリンダ２６によってニップ圧が調整されたニップロール２８との間で、基材１２および活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をニップし、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、基材１２とロール状モールド２２との間に均一に行き渡らせると同時に、ロール状モールド２２の微細凹凸構造の凹部内に充填する。

ロール状モールド２２の下方に設置された活性エネルギー線照射装置３０から、基材１２を通して活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を硬化させることによって、ロール状モールド２２の表面の微細凹凸構造が転写された硬化樹脂膜１４を形成する。
剥離ロール３２により、表面に硬化樹脂膜１４が形成された基材１２を剥離することによって、圧力センサ１０を得る。

活性エネルギー線照射装置３０としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が好ましく、この場合の光照射エネルギー量は、１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ^２が好ましい。

（ロール状モールド）
ロール状モールド２２は、表面に陽極酸化アルミナを有するモールドである。表面に陽極酸化アルミナを有するモールドは、大面積化が可能であり、作製が簡便である。

陽極酸化アルミナは、アルミニウムの多孔質の酸化皮膜（アルマイト）であり、表面に複数の細孔（凹部）を有する。

表面に陽極酸化アルミナを有するモールドは、例えば、下記（ａ）〜（ｅ）工程を経て製造できる。
（ａ）ロール状のアルミニウムを電解液中、定電圧下で陽極酸化して酸化皮膜を形成する工程。
（ｂ）酸化皮膜を除去し、陽極酸化の細孔発生点を形成する工程。
（ｃ）ロール状のアルミニウムを電解液中、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）細孔の径を拡大させる工程。
（ｅ）前記（ｃ）工程と（ｄ）工程を繰り返し行う工程。

（ａ）工程：
図３に示すように、アルミニウム３４を陽極酸化すると、細孔３６を有する酸化皮膜３８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％以上が特に好ましい。アルミニウムの純度が低いと、陽極酸化した時に、不純物の偏析により可視光を散乱する大きさの凹凸構造が形成されたり、陽極酸化で得られる細孔の規則性が低下したりすることがある。
電解液としては、硫酸、シュウ酸、リン酸等が挙げられる。

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。
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。

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。
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。

（ｂ）工程：
図３に示すように、酸化皮膜３８を一旦除去し、これを陽極酸化の細孔発生点４０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。

（ｃ）工程：
図３に示すように、酸化皮膜を除去したアルミニウム３４を再度、陽極酸化すると、円柱状の細孔３６を有する酸化皮膜３８が形成される。
陽極酸化は、（ａ）工程と同様な条件で行えばよい。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。

（ｄ）工程：
図３に示すように、細孔３６の径を拡大させる処理（以下、細孔径拡大処理と記す。）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。

（ｅ）工程：
図３に示すように、（ｃ）工程の陽極酸化と、（ｄ）工程の細孔径拡大処理を繰り返すと、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３６を有する陽極酸化アルミナが形成され、表面に陽極酸化アルミナを有するモールド（ロール状モールド２２）が得られる。
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、このような細孔を有する陽極酸化アルミナを用いて製造された硬化樹脂膜１４の反射率低減効果は不十分である。

陽極酸化アルミナの表面は、硬化樹脂膜１４との分離が容易になるように、離型剤で処理されていてもよい。処理方法としては、例えば、シリコーン樹脂またはフッ素含有ポリマーをコーティングする方法、フッ素含有化合物を蒸着する方法、フッ素含有シランカップリング剤またはフッ素含有シリコーン系シランカップリング剤をコーティングする方法等が挙げられる。

細孔３６の形状としては、略円錐形状、角錐形状、円柱形状等が挙げられ、円錐形状、角錐形状等のように、深さ方向と直交する方向の細孔断面積が最表面から深さ方向に連続的に減少する形状が好ましい。
細孔３６間の平均間隔は、可視光の波長以下、すなわち４００ｎｍ以下が好ましい。細孔３６間の平均間隔は、２０ｎｍ以上が好ましい。

細孔３６の深さは、１００〜４００ｎｍが好ましく、１５０〜３００ｎｍがより好ましい。
細孔３６のアスペクト比（細孔の深さ／細孔間の平均間隔）は、０．８〜５．０が好ましく、１．２〜４．０がより好ましく、１．５〜３．０が特に好ましい。
図３に示すような細孔３６を転写して形成された硬化樹脂膜１４の表面は、いわゆるモスアイ構造となる。

（活性エネルギー線硬化性樹脂組成物）
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、重合性化合物および重合開始剤を含む。
重合性化合物としては、分子中にラジカル重合性結合および／またはカチオン重合性結合を有するモノマー、オリゴマー、反応性ポリマー等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、非反応性のポリマー、活性エネルギー線ゾルゲル反応性組成物を含んでいてもよい。

ラジカル重合性結合を有するモノマーとしては、単官能モノマー、多官能モノマーが挙げられる。
単官能モノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、アルキル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート誘導体；（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリロニトリル；スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン誘導体；（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド等の（メタ）アクリルアミド誘導体等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

多官能モノマーとしては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，５−ペンタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（メタ）アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）フェニル）プロパン、１，２−ビス（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）エタン、１，４−ビス（３−（メタ）アクリロキシ−２−ヒドロキシプロポキシ）ブタン、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物ジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物ジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド等の二官能性モノマー；ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキシド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシド変性トリアクリレート、イソシアヌール酸エチレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート等の三官能モノマー；コハク酸／トリメチロールエタン／アクリル酸の縮合反応混合物、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールペンタ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート等の四官能以上のモノマー；二官能以上のウレタンアクリレート、二官能以上のポリエステルアクリレート等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。

カチオン重合性結合を有するモノマーとしては、エポキシ基、オキセタニル基、オキサゾリル基、ビニルオキシ基等を有するモノマーが挙げられ、エポキシ基を有するモノマーが特に好ましい。

オリゴマーまたは反応性ポリマーとしては、不飽和ジカルボン酸と多価アルコールとの縮合物等の不飽和ポリエステル類；ポリエステル（メタ）アクリレート、ポリエーテル（メタ）アクリレート、ポリオール（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、カチオン重合型エポキシ化合物、側鎖にラジカル重合性結合を有する上述のモノマーの単独または共重合ポリマー等が挙げられる。

非反応性のポリマーとしては、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリウレタン、セルロース系樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
活性エネルギー線ゾルゲル反応性組成物としては、アルコキシシラン化合物、アルキルシリケート化合物等が挙げられる。

アルコキシシラン化合物としては、下記式（１）の化合物が挙げられる。
Ｒ^１１ _ｘＳｉ（ＯＲ^１２）_ｙ・・・（１）。
ただし、Ｒ^１１、Ｒ^１２は、それぞれ炭素数１〜１０のアルキル基を表し、ｘ、ｙは、ｘ＋ｙ＝４の関係を満たす整数を表す。

アルコキシシラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラ−ｉ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシラン、テトラ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラ−ｔ−ブトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルプロポキシシラン、トリメチルブトキシシラン等が挙げられる。

アルキルシリケート化合物としては、下記式（２）の化合物が挙げられる。
Ｒ^２１Ｏ［Ｓｉ（ＯＲ^２３）（ＯＲ^２４）Ｏ］_ｚＲ^２２・・・（２）。
ただし、Ｒ^２１〜Ｒ^２４は、それぞれ炭素数１〜５のアルキル基を表し、ｚは、３〜２０の整数を表す。

アルキルシリケート化合物としては、メチルシリケート、エチルシリケート、イソプロピルシリケート、ｎ−プロピルシリケート、ｎ−ブチルシリケート、ｎ−ペンチルシリケート、アセチルシリケート等が挙げられる。

光硬化反応を利用する場合、光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジル、ベンゾフェノン、ｐ−メトキシベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、α，α−ジメトキシ−α−フェニルアセトフェノン、メチルフェニルグリオキシレート、エチルフェニルグリオキシレート、４，４'−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等のカルボニル化合物；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等の硫黄化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ベンゾイルジエトキシフォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

電子線硬化反応を利用する場合、重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン、メチルオルソベンゾイルベンゾエート、４−フェニルベンゾフェノン、ｔ−ブチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン；ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、２−メチル−２−モルホリノ（４−チオメチルフェニル）プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−ブタノン等のアセトフェノン；ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド；メチルベンゾイルホルメート、１，７−ビスアクリジニルヘプタン、９−フェニルアクリジン等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

熱硬化反応を利用する場合、熱重合開始剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシオクトエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物；アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物；前記有機過酸化物にＮ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジン等のアミンを組み合わせたレドックス重合開始剤等が挙げられる。

重合開始剤の量は、重合性化合物１００質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましい。重合開始剤の量が０．１質量部未満では、重合が進行しにくい。重合開始剤の量が１０質量部を超えると、硬化膜が着色したり、機械強度が低下したりすることがある。

活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、帯電防止剤、離型剤、防汚性を向上させるためのフッ素化合物等の添加剤；微粒子、少量の溶剤を含んでいてもよい。

以上説明した圧力センサ１０にあっては、表面の微細凹凸構造が、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造を転写して形成されたものであるため、圧力が加わることによって微細凹凸構造の凸部が変形しやすい、または破壊されやすい。そして、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造を転写して形成された凸部の間隔は、従来の圧力測定フィルムのマイクロカプセルの粒径に比べてはるかに小さいため、従来の圧力測定フィルムでは検知できなかった微小領域に加わる圧力を微細凹凸構造の変化により検知できる。

なお、本発明の圧力センサは、図示例の圧力センサ１０に限定はされない。例えば、微細凹凸構造は、圧力センサ１０においては、圧力センサ１０の硬化樹脂膜１４の表面に形成されているが、硬化樹脂膜１４を設けることなく基材１２の表面に直接形成されていてもよい。
また、後述の圧力検知方法において、圧力センサが圧力を検知した微小領域を透過光により検出しない場合、基材１２は透明でなくてもよい。また、微細凹凸構造を熱インプリント法で形成する場合も、基材１２は透明でなくてもよい。

（圧力検知方法）
圧力センサ１０が圧力を検知した領域（すなわち、微細凹凸構造の凸部が変形し、および／または破壊され、微細凹凸構造が変化した領域）は、非常に小さいため、目視で確認することが困難な場合がある。その場合、圧力センサ１０が圧力を検知した領域を目視以外で検出する必要がある。

圧力センサ１０は、反射率が十分に低いため、圧力センサ１０おいては、凸部が変形せず、かつ破壊されずに、もとの形状のままで微細凹凸構造が存在する領域と、圧力が加わって凸部が変形し、および／または破壊されることによって微細凹凸構造が変化した領域とでは、散乱光、反射光および透過光の輝度に差が生じる。

例えば、もとの形状のままで微細凹凸構造が存在する領域では、光の反射率は十分に低いが、微細凹凸構造が変化した領域では、光の反射率が高い。また、もとの形状のままで微細凹凸構造が存在する領域では、光の反射が少ないため光の透過率は十分に高いが、微細凹凸構造が変化した領域では、光の反射により光の透過率は低くなる。

そこで、散乱光、反射光または透過光の輝度の差を利用して、圧力センサ１０が圧力を検知した微小領域を検出する。
具体的には、圧力センサからの反射光または透過光を、ＣＣＤカメラ等の画像センサで読みとり、画像センサの各画素からの出力電圧を測定し、該電圧の差から圧力センサ１０が圧力を検知した微小領域を検出する。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（陽極酸化アルミナの細孔）
陽極酸化アルミナの一部を削り、断面にプラチナを１分間蒸着し、電界放出形走査電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＳＭ−７４００Ｆ）を用いて、加速電圧３．００ｋＶの条件にて、断面を観察し、細孔の間隔、細孔の深さを測定した。各測定は、それぞれ５０点について行い、平均値を求めた。

（硬化樹脂膜の凸部）
硬化樹脂膜の破断面にプラチナを１０分間蒸着し、陽極酸化アルミナと同様に断面を観察し、凸部の間隔、凸部の高さを測定した。各測定は、それぞれ５０点について行い、平均値を求めた。

（加重平均反射率）
圧力センサについて、分光光度計（日立製作所社製、Ｕ−４０００）を用い、入射角５°、波長３８０〜７８０ｎｍの範囲で硬化樹脂膜の表面の相対反射率を測定し、ＪＩＳＲ３１０６に準拠して算出した。

〔ロール状モールドの製造〕
純度９９．９９％のアルミニウムからなるロールを、過塩素酸／エタノール混合溶液（１／４体積比）中で電解研磨した。
（ａ）工程：
該ロールについて、０．５Ｍシュウ酸水溶液中で、直流４０Ｖ、温度１６℃の条件で６時間陽極酸化を行った。
（ｂ）工程：
酸化皮膜が形成されたロールを、６質量％リン酸／１．８質量％クロム酸混合水溶液に６時間浸漬して、酸化皮膜を除去した。

（ｃ）工程：
該ロールについて、０．３Ｍシュウ酸水溶液中、直流４０Ｖ、温度１６℃の条件で３０秒間陽極酸化を行った。
（ｄ）工程：
酸化皮膜が形成されたロールを、３２℃の５質量％リン酸に８分間浸漬して、細孔径拡大処理を行った。

（ｅ）工程：
前記（ｃ）工程および（ｄ）工程を合計で５回繰り返し、平均間隔：１００ｎｍ、深さ：２２０ｎｍの略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール状モールドａを得た。
ロール状モールドａを、オプツールＤＳＸ（ダイキン化成品販売社製）の０．１質量％希釈溶液に浸漬し、一晩風乾して、酸化皮膜表面のフッ素化処理を行った。

〔活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の調製〕
表１、表２に示す割合で各成分を混合し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Ａ、Ｂを調製した。

表中の略号は下記の通りである。
ＤＰＨＡ：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（東亞合成社製、アロニックスＭ４００）、
Ｍ２６０：ポリエチレングリコールジアクリレートｎ＝１３〜１４（東亞合成社製、アロニックスＭ２６０）、
ＨＥＡ：２−ヒドロキシエチルアクリレート、
Ｉｒ１８４：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバ・スペシャリティケミカルズ社製、イルガキュア１８４）。

表中の略号は下記の通りである。
ＴＡＳ：トリメチロールエタン・アクリル酸・無水コハク酸縮合エステル、
Ｃ６ＤＡ：１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、
Ｘ−２２−１６０２：ラジカル重合性シリコーンオイル（信越化学工業社製）、
Ｉｒ１８４：１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバ・スペシャリティケミカルズ社製、イルガキュア１８４）。

〔フィルムの製造〕
メタクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、１，３−ブタジエンおよびメタクリル酸アリルを重合してなるゴム含有多段重合体の７５質量部、およびアクリル樹脂（三菱レイヨン社製、ＢＲ８０）の２５質量部をあらかじめ溶融押し出しした後、製膜して、厚さ２００μｍのアクリル樹脂フィルムを得た。

〔実施例１〕
図２に示す製造装置を用いて、圧力センサ１０を製造した。
ロール状モールド２２としては、前記ロール状モールドａを用いた。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物としては、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Ａを用いた。
基材１２としては、前記アクリル樹脂フィルムを用いた。
基材１２側から、積算光量３２００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線を、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Ａの塗膜に照射し、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Ａの硬化を行った。
得られた圧力センサ１０について、凸部間の平均間隔、凸部の高さ、加重平均反射率を測定した。結果を表３に示す。

圧力センサ１０の表面に針を接触させ、直径およそ５μｍの領域にて微細凹凸構造の凸部１６を変形させ、または破壊し、微細凹凸構造を変化させた。
浜松ホトニクス社製のＱＲＣＡ−ＨＲを用いて圧力センサ１０の硬化樹脂膜の表面の反射光をＣＣＤカメラで読みとり、画像センサの各画素からの出力電圧を測定したところ、微細凹凸構造が変化した領域と、これに隣接する、もとの形状のままで微細凹凸構造が存在する領域とで、出力電圧に差が生じ、圧力センサ１０が圧力を検知した微小領域を検出できた。

〔実施例２〕
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物Ｂを用いた以外は、実施例１と同様にして、圧力センサを得た。得られた圧力センサ１０について、凸部間の平均間隔、凸部の高さ、加重平均反射率を測定した。結果を表３に示す。また、実施例１と同様にして評価したところ、圧力センサ１０が圧力を検知した微小領域を検出できた。

本発明の圧力センサは、光学部品（光学フィルム等）や電子部品（半導体素子等）の製造において、これら部品に接触する製造装置の部材の平滑性、平行性等を評価する手段として有用である。

本発明の圧力センサの一例を示す断面図である。本発明の圧力センサの製造装置の一例を示す構成図である。表面に陽極酸化アルミナを有するモールドの製造工程を示す断面図である。

符号の説明

１０圧力センサ
１２基材

Claims

表面に微細凹凸構造を有し、
該微細凹凸構造が、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造を転写して形成されたものである、圧力センサ。
前記微細凹凸構造が、複数の凸部を有し、該凸部間の平均間隔が４００ｎｍ以下である、請求項１に記載の圧力センサ。
請求項１または２に記載の圧力センサに圧力が加わることによって前記微細凹凸構造が変化した領域を、圧力センサからの散乱光、反射光または透過光を測定することにより検出する、圧力検知方法。