JP2009274237A - Transfer method and device - Google Patents

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雄司 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transfer method and device, capable of transferring easily micro-fine structure onto a molding member, allowing easily mold-release, and allowing the transfer more quickly than that by injection molding. <P>SOLUTION: The micro-fine structures 2a, 3a formed on stampers 2, 3 are transferred onto the molding member 1. The micro-fine structures 2a, 3a of the stampers 2, 3 are pressed onto the molding member 1 to transfer the micro-fine structures 2a, 3a onto the molding member 1. The mold release of the molding member 1 from the stampers 2, 3 is promoted by repeating cooling and heating of the micro-fine structures 2a, 3a of the stampers 2, 3 at a temperature of a glass transition temperature or less of the molding member 1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は転写方法及び装置に係り、特に樹脂等の成形部材の表面に微細構造を転写するための転写方法及び装置に関する。   The present invention relates to a transfer method and apparatus, and more particularly to a transfer method and apparatus for transferring a fine structure to the surface of a molded member such as a resin.

樹脂レンズのような光学部品の表面に微細構造を形成する方法として、射出成形用の金型の表面に微細構造を形成しておき、樹脂成形時に金型の微細構造を成形品の表面に転写する方法が知られている。   As a method of forming a microstructure on the surface of an optical component such as a resin lens, the microstructure is formed on the surface of a mold for injection molding, and the microstructure of the mold is transferred to the surface of the molded product during resin molding. How to do is known.

射出成形時に微細構造を転写する場合、微細構造の形状によっては樹脂がその形状にうまく充填されないことがある。例えば、成形品の表面に微細構造としてアスペクト比の大きい微細な突起を形成する場合、金型の表面には形成する突起の形状に対応した微細な穴が形成されるが、樹脂の射出成形時にこのような深い微細な穴に樹脂を完全に充填することが難しいことがある。また、微細構造に樹脂が充填できたとしても、成形品が金型に貼り付いてしまい、うまく離型できないといった問題が発生するおそれがある。   When the microstructure is transferred at the time of injection molding, the resin may not be satisfactorily filled into the shape depending on the shape of the microstructure. For example, when forming a fine projection with a large aspect ratio as a microstructure on the surface of a molded product, a fine hole corresponding to the shape of the projection to be formed is formed on the surface of the mold, but at the time of resin injection molding It may be difficult to completely fill such deep fine holes with resin. Further, even if the resin can be filled into the fine structure, there is a possibility that the molded product sticks to the mold and a problem that the mold cannot be released well may occur.

微細構造が表面に形成された成形品の離型方法として、圧縮流体で成形品を冷却して収縮させ、離型を促進させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。また、金型を内型と外型に分けて内型を外型に対して移動可能としておき、内型と成形品との間に圧縮流体を噴出して離型を促進させる技術が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   As a method for releasing a molded product having a fine structure formed on its surface, a technique has been proposed in which the molded product is cooled and contracted with a compressed fluid to promote release (for example, see Patent Document 1). In addition, a technique has been proposed in which the mold is divided into an inner mold and an outer mold so that the inner mold can be moved relative to the outer mold, and a compressed fluid is ejected between the inner mold and the molded product to promote mold release. (For example, refer to Patent Document 2).

しかし、微細構造が転写された成形品を得るために射出成形を用いると、射出成形サイクルにおいて、冷却時間等を含めた長い時間が必要となり、生産性がよくないという問題がある。   However, when injection molding is used to obtain a molded product having a fine structure transferred, a long time including a cooling time or the like is required in the injection molding cycle, and there is a problem that productivity is not good.

そこで、スタンパを用いて、微細構造を有する型を樹脂部材の表面に押圧(スタンプ)して微細構造を転写することが考えられる。スタンパでの転写工程は、射出成形のように溶融樹脂を用いることなく、樹脂部材に型を押圧する工程だけであるので、射出成形による転写よりは格段に短い時間で転写を行うことができる。
特開2000−289064号公報 特開2004−351614号公報
Therefore, it is conceivable to use a stamper to press (stamp) a mold having a fine structure on the surface of the resin member to transfer the fine structure. Since the transfer process using the stamper is only a process of pressing the mold against the resin member without using a molten resin as in the case of injection molding, the transfer can be performed in a much shorter time than the transfer by injection molding.
JP 2000-289064 A JP 2004-351614 A

近年、微細構造を両面に有する樹脂部品の要求が光学分野や医療・バイオ分野で高まっている。このような要求に答えるべく、両面を同時にスタンパ型で押圧して微細構造を両面に転写することが考えられる。スタンパ型で押圧して微細構造を両面に転写する場合、溶融樹脂に至るまでの加熱及び固化するまでの冷却等の成形工程を必要としない。このため、射出成形を用いるよりも短時間で微細構造を転写することができる。   In recent years, the demand for resin parts having a fine structure on both sides has been increasing in the optical field and the medical / bio field. In order to meet such a demand, it is conceivable to transfer the fine structure onto both sides by simultaneously pressing both sides with a stamper type. When pressing with a stamper mold to transfer the fine structure to both sides, there is no need for a molding step such as heating until reaching the molten resin and cooling until solidifying. Therefore, the microstructure can be transferred in a shorter time than using injection molding.

ところが、微細構造をスタンパ型で樹脂部材の両面に同時にスタンプするような処理はこれまで行われた例はほとんどなく、最適な転写条件や転写方法は提案されていない。特に、スタンパ型の離型性が両側の型で異なるような場合が考えられるが、どのように両側の型を離型するかについて検討されていない。すなわち、離型性は転写する微細構造の形状や寸法に依存するので、両側の微細構造が異なると離型性を考慮してスタンパ型の動作と転写成形品の取り出しを制御しなければならないが、これまでに、微細構造による離型性を考慮した転写工程の制御は行われていなかった。したがって、両面転写における最適な転写工程を実現可能な転写方法の開発が望まれている。   However, there have been few examples of processes in which the microstructure is stamped and stamped on both surfaces of the resin member at the same time, and optimum transfer conditions and transfer methods have not been proposed. In particular, there may be cases where the mold release properties of the stamper type are different between the molds on both sides, but it has not been studied how to mold the molds on both sides. In other words, the releasability depends on the shape and dimensions of the microstructure to be transferred. Therefore, if the microstructures on both sides are different, the operation of the stamper mold and the removal of the transfer molded product must be controlled in consideration of the releasability. So far, the transfer process has not been controlled in consideration of releasability due to the fine structure. Therefore, development of a transfer method capable of realizing an optimal transfer process in double-sided transfer is desired.

本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、微細構造を成形部材に容易に転写することができ且つ容易に離型させることができると共に、射出成形による転写よりも短時間で転写を行うことができる転写方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and can transfer a fine structure to a molded member easily and can be easily released from the mold, and can perform transfer in a shorter time than transfer by injection molding. It is an object of the present invention to provide a transfer method that can be used.

上述の目的を達成するために、本発明によれば、スタンパに形成された微細構造を成形部材に転写する転写方法であって、該スタンパの該微細構造を該成形部材に押圧して、前記微細構造を前記成形部材に転写し、前記スタンパの前記微細構造を、前記成形部材のガラス転移点以下の温度において冷却及び加熱を繰り返すことにより、前記スタンパからの前記成形部材の離型を促進することを特徴とする転写方法が提供される。   In order to achieve the above-described object, according to the present invention, there is provided a transfer method for transferring a microstructure formed on a stamper to a molded member, wherein the microstructure of the stamper is pressed against the molded member, The microstructure is transferred to the molding member, and the microstructure of the stamper is repeatedly cooled and heated at a temperature below the glass transition point of the molding member, thereby facilitating the release of the molding member from the stamper. A transfer method is provided.

本発明による転写方法において、前記スタンパの前記微細構造及び前記成形部材に転写された微細構造の収縮及び膨張を繰り返して、前記成形部材に転写された微細構造の表層剥離を生じさせることにより、前記スタンパからの前記成形部材の離型を促進することが好ましい。前記スタンパの前記微細構造を、前記スタンパが取り付けられた金型に組み込まれた局所温調部により冷却することとしてもよい。前記スタンパの前記微細構造を、前記局所温調部により加熱することとしてもよい。あるいは、前記スタンパの前記微細構造を、前記スタンパが取り付けられた金型に形成されたスタンパ吸引固定用通路に冷媒を供給することにより冷却することとしてもよい。この場合、前記スタンパの前記微細構造を、前記スタンパが取り付けられた金型に組み込まれた局所温調部により加熱することとしてもよい。   In the transfer method according to the present invention, the microstructure of the stamper and the microstructure transferred to the molding member are repeatedly contracted and expanded, thereby causing surface peeling of the microstructure transferred to the molding member. It is preferable to promote release of the molded member from the stamper. The fine structure of the stamper may be cooled by a local temperature control unit incorporated in a mold to which the stamper is attached. The fine structure of the stamper may be heated by the local temperature control unit. Alternatively, the microstructure of the stamper may be cooled by supplying a coolant to a stamper suction / fixing passage formed in a mold to which the stamper is attached. In this case, the fine structure of the stamper may be heated by a local temperature control unit incorporated in a mold to which the stamper is attached.

また、本発明によれば、微細構造を成形部材の表面に転写する転写装置であって、該微細構造を有するスタンパと、該スタンパが取り付けられる金型と、該金型の開閉動作、及び前記金型に取り付けられた前記スタンパの温度を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記金型に取り付けられた前記スタンパの前記微細構造を前記成形部材に押圧して、前記微細構造を前記成形部材に転写した後、前記スタンパの前記微細構造に対して、前記成形部材のガラス転移点以下の温度において冷却及び加熱が繰り返されるように前記スタンパの温度を制御することにより、前記スタンパからの前記成形部材の離型を促進することを特徴とする転写装置が提供される。   According to the present invention, there is also provided a transfer device for transferring a microstructure to the surface of a molding member, a stamper having the microstructure, a mold to which the stamper is attached, an opening / closing operation of the mold, A control unit for controlling the temperature of the stamper attached to the mold, and the control unit presses the microstructure of the stamper attached to the mold against the molding member to By transferring the temperature of the stamper to the microstructure of the stamper so that cooling and heating are repeated at a temperature below the glass transition point of the molding member. A transfer device is provided that promotes the release of the molded member from the machine.

本発明による転写装置において、前記制御部は、前記スタンパの前記微細構造及び前記成形部材に転写された微細構造の収縮及び膨張を繰り返すように前記スタンパの温度を制御して、前記成形部材に転写された微細構造の表層剥離を生じさせることにより、前記成形部材の離型を促進することが好ましい。   In the transfer device according to the present invention, the control unit controls the temperature of the stamper so as to repeat contraction and expansion of the microstructure and the microstructure transferred to the molding member, and transfers the stamper to the molding member. It is preferable to promote mold release of the molded member by causing surface peeling of the fine structure.

本発明によれば、成形部材の微細構造が転写された部分を局所的に冷却及び加熱を繰り返すことで、スタンパの微細構造の熱膨張率と成形部材に転写された微細構造の熱膨張率との差を利用して離型を促進することができる。このため、成形部材に転写された微細構造をスタンパから容易に離型させることができる。特に、離型の際に、成形部材に転写された微細構造に対して外部から力を加えないため、転写された微細構造を変形させることなく微細構造の寸法精度を維持したまま容易に離型させることができる。   According to the present invention, by locally cooling and heating the portion where the microstructure of the molded member is transferred, the thermal expansion coefficient of the stamper microstructure and the thermal expansion coefficient of the microstructure transferred to the molded member are The mold release can be promoted by utilizing the difference between the two. For this reason, the fine structure transferred to the molded member can be easily released from the stamper. In particular, at the time of mold release, no external force is applied to the microstructure transferred to the molded member. Therefore, the mold can be easily released while maintaining the dimensional accuracy of the microstructure without deforming the transferred microstructure. Can be made.

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の一実施形態による転写方法を行う転写装置について図1を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態による転写方法により微細構造を成形部材に転写する転写装置の概要を示す断面図である。   First, a transfer apparatus that performs a transfer method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of a transfer apparatus for transferring a fine structure to a molded member by a transfer method according to an embodiment of the present invention.

図1に示す転写装置は、成形部材1を上スタンパ2と下スタンパ3との間に挟んでプレスすることにより、上スタンパ2及び下スタンパ3に形成されている微細構造2a及び3aを成形部材1の両面に転写するための装置である。   In the transfer apparatus shown in FIG. 1, the microstructures 2a and 3a formed on the upper stamper 2 and the lower stamper 3 are formed by pressing the molding member 1 between the upper stamper 2 and the lower stamper 3 and pressing them. It is an apparatus for transferring to both sides of one.

成形部材1は、上スタンパ2と下スタンパ3により押圧されることで塑性変形可能な材料であり、例えば樹脂板や樹脂シートのような樹脂部材である。成形部材1によりプラスチック光学部品を成形する場合、アクリルやポリカーボネート等の透明樹脂の板材やシートが用いられる。   The molded member 1 is a material that can be plastically deformed by being pressed by the upper stamper 2 and the lower stamper 3, and is a resin member such as a resin plate or a resin sheet, for example. When a plastic optical component is molded by the molded member 1, a transparent resin plate or sheet such as acrylic or polycarbonate is used.

上スタンパ2は、例えばニッケルやシリコン等の金属材料で形成された板状の部材であり、その表面に微細構造2aが形成されている。また、上スタンパ2には、裏面から表面まで貫通する複数の吸引貫通孔2bが設けられている。後述のように、この吸引貫通孔2bを介して成形部材1を吸引することにより、成形部材1を上スタンパ2に吸引固定することができる。   The upper stamper 2 is a plate-like member formed of, for example, a metal material such as nickel or silicon, and a fine structure 2a is formed on the surface thereof. Further, the upper stamper 2 is provided with a plurality of suction through holes 2b penetrating from the back surface to the front surface. As will be described later, the molding member 1 can be sucked and fixed to the upper stamper 2 by sucking the molding member 1 through the suction through hole 2b.

下スタンパ3は、上スタンパ2と同様な構成であり、例えばニッケルやシリコン等の金属材料で形成された板状の部材であり、その表面に微細構造3aが形成されている。また、下スタンパ3には、裏面から表面まで貫通する複数の吸引貫通孔3bが設けられている。後述のように、この吸引貫通孔3bを介して成形部材1を吸引することにより、成形部材1を下スタンパ3に吸引固定することができる。   The lower stamper 3 has a configuration similar to that of the upper stamper 2, and is a plate-like member formed of, for example, a metal material such as nickel or silicon, and a microstructure 3a is formed on the surface thereof. Further, the lower stamper 3 is provided with a plurality of suction through holes 3b penetrating from the back surface to the front surface. As will be described later, the molding member 1 can be sucked and fixed to the lower stamper 3 by sucking the molding member 1 through the suction through hole 3b.

上スタンパ2は上金型であるプレス上コア4に取り付けられる。プレス上コア4には、コア取り付け面に開口した複数のスタンパ吸引固定用通路5が形成されている。上スタンパ2を取り付け面に当接させ、スタンパ吸引固定用通路5を介して吸引することにより、上スタンパ2を取り付け面上に保持することができる。したがって、吸引を解除することにより上スタンパ2をプレス上コア4から取り外すことができる。   The upper stamper 2 is attached to a press upper core 4 which is an upper die. The press upper core 4 is formed with a plurality of stamper suction fixing passages 5 opened to the core mounting surface. The upper stamper 2 can be held on the mounting surface by bringing the upper stamper 2 into contact with the mounting surface and sucking it through the stamper suction fixing passage 5. Therefore, the upper stamper 2 can be detached from the press upper core 4 by releasing the suction.

また、プレス上コア4には、上スタンパ2の吸引貫通孔2bに対応する位置に開口する複数の成形部材吸引固定用通路6が形成されている。成形部材吸引固定用通路6は、上スタンパ2がプレス上コア4に取り付けられた状態において、上スタンパ2の吸引貫通孔2bに接続される。したがって、プレス上コア4に上スタンパ2を取り付けてから、成形部材1を上スタンパ2に当接させ、吸引貫通孔2b及び成形部材吸引固定用通路6を介して成形部材1を吸引することで、成形部材1を上スタンパ2に吸引固定することができる。   The press upper core 4 is formed with a plurality of molding member suction fixing passages 6 that open to positions corresponding to the suction through holes 2 b of the upper stamper 2. The molding member suction fixing passage 6 is connected to the suction through hole 2 b of the upper stamper 2 in a state where the upper stamper 2 is attached to the press upper core 4. Therefore, after attaching the upper stamper 2 to the press upper core 4, the molding member 1 is brought into contact with the upper stamper 2, and the molding member 1 is sucked through the suction through-hole 2 b and the molding member suction fixing passage 6. The molding member 1 can be fixed to the upper stamper 2 by suction.

また、上スタンパ2がプレス上コア4に取り付けられたときに、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分に対応する位置において、プレス上コア4の内部にヒータ7が埋め込まれ且つ冷媒通路8が形成されている。ヒータ7は、例えば通電することにより発熱する電熱線であり、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分に対応したプレス上コア4の一部のみを加熱することができる。冷媒通路8は、例えば冷却水等の冷媒を流すことのできる通路であり、冷却水を冷媒通路8に流すことにより、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分に対応したプレス上コア4の一部のみを冷却することができる。   Further, when the upper stamper 2 is attached to the press upper core 4, the heater 7 is embedded in the press upper core 4 and the refrigerant passage at a position corresponding to the portion where the microstructure 2 a of the upper stamper 2 is formed. 8 is formed. The heater 7 is a heating wire that generates heat when energized, for example, and can heat only a part of the upper press core 4 corresponding to the portion of the upper stamper 2 where the fine structure 2a is formed. The refrigerant passage 8 is a passage through which a coolant such as cooling water can flow, for example. By flowing the cooling water into the refrigerant passage 8, the press upper core 4 corresponding to the portion where the fine structure 2a of the upper stamper 2 is formed. Only a part of it can be cooled.

ヒータ7は電熱線に限ることなく、例えばペルチェ素子のような他の発熱体を用いることもできる。また、冷媒通路8の代わりに例えばペルチェ素子のような他の冷却装置を用いることもできる。ヒータ7及び冷媒通路8は、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分に対応した位置に近接して設けられ、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分の加熱・冷却を行う局所温調ユニット(局所温調部)として機能する。   The heater 7 is not limited to a heating wire, and other heating elements such as Peltier elements can also be used. Further, instead of the refrigerant passage 8, another cooling device such as a Peltier element may be used. The heater 7 and the refrigerant passage 8 are provided close to a position corresponding to the portion where the fine structure 2a of the upper stamper 2 is formed, and a local area for heating and cooling the portion of the upper stamper 2 where the fine structure 2a is formed. Functions as a temperature control unit (local temperature control unit).

下スタンパ3は下金型であるプレス下コア9に取り付けられる。プレス下コア9には、コア取り付け面に開口した複数のスタンパ吸引固定用通路10が形成されている。下スタンパ3を取り付け面に当接させ、スタンパ吸引固定用通路10を介して吸引することにより、下スタンパ3を取り付け面上に保持することができる。したがって、吸引を解除することにより下スタンパ3をプレス下コア9から取り外すことができる。   The lower stamper 3 is attached to a lower press core 9 which is a lower die. The lower press core 9 is formed with a plurality of stamper suction fixing passages 10 opened on the core mounting surface. The lower stamper 3 can be held on the mounting surface by bringing the lower stamper 3 into contact with the mounting surface and sucking it through the stamper suction fixing passage 10. Therefore, the lower stamper 3 can be removed from the lower press core 9 by releasing the suction.

また、プレス下コア9には、下スタンパ3の吸引貫通孔3bに対応する位置に開口する複数の成形部材吸引固定用通路11が形成されている。成形部材吸引固定用通路11は、下スタンパ3がプレス下コア9に取り付けられた状態において、下スタンパ3の吸引貫通孔3bに接続される。したがって、プレス下コア9に下スタンパ3を取り付けてから、成形部材1を下スタンパ3に当接させ、吸引貫通孔3b及び成形部材吸引固定用通路11を介して成形部材1を吸引することで、成形部材1を下スタンパ3に吸引固定することができる。   The press lower core 9 is formed with a plurality of molding member suction fixing passages 11 opened at positions corresponding to the suction through holes 3 b of the lower stamper 3. The molding member suction fixing passage 11 is connected to the suction through hole 3 b of the lower stamper 3 in a state where the lower stamper 3 is attached to the lower press core 9. Therefore, after attaching the lower stamper 3 to the lower press core 9, the molding member 1 is brought into contact with the lower stamper 3, and the molding member 1 is sucked through the suction through hole 3b and the molding member suction fixing passage 11. The molding member 1 can be sucked and fixed to the lower stamper 3.

また、下スタンパ3がプレス下コア9に取り付けられたときに、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分に対応する位置において、プレス下コア9の内部にヒータ12が埋め込まれ且つ冷媒通路13が形成されている。ヒータ12は、例えば通電することにより発熱する電熱線であり、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分に対応したプレス下コア9の一部のみを加熱することができる。冷媒通路13は、例えば冷却水等の冷媒を流すことのできる通路であり、冷却水を冷媒通路13に流すことにより、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分に対応したプレス下コア9の一部のみを冷却することができる。   In addition, when the lower stamper 3 is attached to the lower press core 9, the heater 12 is embedded in the lower press core 9 at a position corresponding to the portion where the fine structure 3a of the lower stamper 3 is formed, and the refrigerant passage 13 is formed. The heater 12 is a heating wire that generates heat when energized, for example, and can heat only a part of the lower press core 9 corresponding to the portion of the lower stamper 3 where the fine structure 3a is formed. The refrigerant passage 13 is a passage through which a coolant such as cooling water can flow, for example. By flowing the cooling water through the coolant passage 13, the lower press core 9 corresponding to the portion where the microstructure 3a of the lower stamper 3 is formed. Only a part of it can be cooled.

ヒータ12は電熱線に限ることなく、例えばペルチェ素子のような他の発熱体を用いることもできる。また、冷媒通路13の代わりに例えばペルチェ素子のような他の冷却装置を用いることもできる。ヒータ12及び冷媒通路13は、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分に対応した位置に近接して設けられ、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分の加熱・冷却を行う局所温調ユニット(局所温調部)として機能する。   The heater 12 is not limited to a heating wire, and other heating elements such as a Peltier element can also be used. Further, instead of the refrigerant passage 13, another cooling device such as a Peltier element can be used. The heater 12 and the refrigerant passage 13 are provided in the vicinity of a position corresponding to the portion of the lower stamper 3 where the fine structure 3a is formed, and are locally heated and cooled in the portion of the lower stamper 3 where the fine structure 3a is formed. Functions as a temperature control unit (local temperature control unit).

なお、プレス上コア4には、プレス下コア9に対して移動して成形部材1をプレスできるように上下方向に移動するための上コア移動機構20が設けられているが、そのような上下機構は周知の機構であり、図面の簡略化の目的で具体的な図示は省略する。プレス上コア4を移動可能にするだけでなく、プレス下コア9も上下移動可能に構成することとしてもよい。その場合、プレス下コア9には、プレス上コア4に対して移動して成形部材1をプレスできるように上下方向に移動するための下コア移動機構22が設けられているが、そのような上下機構は周知の機構であり、図面の簡略化の目的で具体的な図示は省略する。   The upper core 4 is provided with an upper core moving mechanism 20 for moving in the vertical direction so that the molded member 1 can be pressed by moving with respect to the lower press core 9. The mechanism is a well-known mechanism, and a specific illustration is omitted for the purpose of simplifying the drawing. Not only the upper press core 4 but also the lower press core 9 may be configured to be movable up and down. In this case, the lower press core 9 is provided with a lower core moving mechanism 22 for moving in the vertical direction so that it can move with respect to the press upper core 4 and press the molding member 1. The vertical mechanism is a well-known mechanism, and a specific illustration is omitted for the purpose of simplifying the drawing.

上コア移動機構20及び/又は下コア移動機構22の動作は転写装置全体を制御する制御部24により制御される。制御部24は、プレス上コア4及び/又はプレス下コア9の上昇、下降を制御する他に、上スタンパ2のプレス上コア4に対する吸引固定、下スタンパ3のプレス下コア9に対する吸引固定、成形部材1の上スタンパ2への吸引固定、成形部材1の下スタンパ3への固定、プレス上コア4及びプレス下コア9に組み込まれた局所温調ユニットによる加熱及び冷却、などを制御する。さらに、制御部24は、後述する離型工程の際に、スタンパ吸引固定用通路への冷媒の供給も制御する。局所温調ユニットによる加熱の制御は、ヒータの通電制御で行なわれる。スタンパの吸引固定の制御は、スタンパ吸引固定用通路5,10に接続された開閉弁(図示せず)の開閉を制御することにより行なう。上スタンパ2及び下スタンパへの吸引固定は、成形部材吸引固定用通路6,11に接続された開閉弁(図示せず)の開閉を制御することにより行なう。また、スタンパ吸引固定用通路5,10への冷媒の供給も開閉弁(図示せず)を制御することにより行なう。   The operations of the upper core moving mechanism 20 and / or the lower core moving mechanism 22 are controlled by a control unit 24 that controls the entire transfer apparatus. The control unit 24 controls the ascent and descent of the upper press core 4 and / or the lower press core 9, and the suction fixing of the upper stamper 2 to the upper press core 4, the suction fixing of the lower stamper 3 to the lower press core 9, The suction fixing to the upper stamper 2 of the molding member 1, the fixing to the lower stamper 3 of the molding member 1, the heating and cooling by the local temperature control unit incorporated in the upper core 4 and the lower pressing core 9 are controlled. Further, the control unit 24 also controls the supply of the refrigerant to the stamper suction fixing passage during a mold release step described later. Control of heating by the local temperature control unit is performed by energization control of the heater. The stamper suction / fixing control is performed by controlling the opening / closing of an on-off valve (not shown) connected to the stamper suction / fixing passages 5 and 10. The suction and fixation to the upper stamper 2 and the lower stamper is performed by controlling the opening and closing of an on-off valve (not shown) connected to the molding member suction and fixing passages 6 and 11. Further, the refrigerant is supplied to the stamper suction fixing passages 5 and 10 by controlling an on-off valve (not shown).

次に、図1に示す転写装置を用いて成形部材1に微細構造を転写する転写方法の一例について説明する。図2及び図3は、図1に示す転写装置を用いて成形部材1に微細構造を転写する際の転写工程を示す図である。   Next, an example of a transfer method for transferring the fine structure to the molded member 1 using the transfer apparatus shown in FIG. 1 will be described. 2 and 3 are diagrams showing a transfer process when transferring the fine structure to the molded member 1 using the transfer apparatus shown in FIG.

まず、下スタンパ3をプレス下コア9上に載置し且つ上スタンパ2を下スタンパ3の上に重ねて載置する。そして、プレス上コア4を下降させて、上スタンパ2と下スタンパ3をプレス上コア4とプレス下コア9の間に挟む。このとき、プレス上コア4とプレス下コア9による押圧力は、僅かな力でよい。上スタンパ2と下スタンパ3をプレス上コア4とプレス下コア9の間に挟んだ状態で、図2(a)に示すように、プレス上コア4のスタンパ吸引固定用通路5を介して上スタンパ2を吸引してプレス上コア4に固定し、且つプレス下コア9のスタンパ吸引固定用通路10を介して下スタンパ3を吸引してプレス下コア9に固定する。   First, the lower stamper 3 is placed on the lower press core 9 and the upper stamper 2 is placed over the lower stamper 3. Then, the press upper core 4 is lowered, and the upper stamper 2 and the lower stamper 3 are sandwiched between the press upper core 4 and the press lower core 9. At this time, the pressing force by the upper press core 4 and the lower press core 9 may be a slight force. With the upper stamper 2 and the lower stamper 3 being sandwiched between the upper press core 4 and the lower press core 9, as shown in FIG. The stamper 2 is sucked and fixed to the upper press core 4, and the lower stamper 3 is sucked and fixed to the lower press core 9 through the stamper suction fixing passage 10 of the lower press core 9.

上スタンパ2及び下スタンパ3を固定したら、図2(b)に示すように、プレス上コア4を上昇させると、上スタンパ2はプレス上コア4と共に上昇する。そこで、成形部材1を下スタンパ3上に載置し、吸引貫通孔3b及び成形部材吸引固定用通路11を介して吸引して、下スタンパ3に固定する。   When the upper stamper 2 and the lower stamper 3 are fixed, when the press upper core 4 is raised as shown in FIG. 2B, the upper stamper 2 rises together with the press upper core 4. Therefore, the molding member 1 is placed on the lower stamper 3 and is sucked through the suction through hole 3b and the molding member suction fixing passage 11 and fixed to the lower stamper 3.

成形部材1を下スタンパ3上に固定したら、図3に示すように、上スタンパ2を下降させて、成形部材1を上スタンパ2と下スタンパ3との間に挟み込み、成形部材1を押圧して徐々に押圧力を大きくしていく。このとき、プレス上コア4のヒータ7とプレス下コア9のヒータ12に通電し、プレス上コア4及びプレス下コア9を局所的に加熱する。ヒータ7により加熱される部分は、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分に対応した部分である。したがって、上スタンパ2の微細構造2aが形成された部分も、ヒータ7により加熱され、所定の温度となる。この所定の温度とは、成形部材1が軟化して微細構造2aが転写されやすくなるような温度である。同様に、ヒータ12により加熱される部分は、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分に対応した部分である。したがって、下スタンパ3の微細構造3aが形成された部分も、ヒータ12により加熱され、所定の温度となる。この所定の温度とは、成形部材1が軟化して微細構造3aが転写されやすくなるような温度である。具体的にはスタンパ2,3はガラス転移点以上の温度まで加熱される。   When the molding member 1 is fixed on the lower stamper 3, as shown in FIG. 3, the upper stamper 2 is lowered, the molding member 1 is sandwiched between the upper stamper 2 and the lower stamper 3, and the molding member 1 is pressed. Gradually increase the pressing force. At this time, the heater 7 of the upper press core 4 and the heater 12 of the lower press core 9 are energized to locally heat the upper press core 4 and the lower press core 9. The portion heated by the heater 7 is a portion corresponding to the portion where the fine structure 2a of the upper stamper 2 is formed. Therefore, the portion of the upper stamper 2 where the fine structure 2a is formed is also heated by the heater 7 to a predetermined temperature. The predetermined temperature is a temperature at which the molded member 1 is softened and the fine structure 2a is easily transferred. Similarly, the portion heated by the heater 12 is a portion corresponding to the portion where the fine structure 3a of the lower stamper 3 is formed. Accordingly, the portion of the lower stamper 3 where the fine structure 3a is formed is also heated by the heater 12 to a predetermined temperature. The predetermined temperature is a temperature at which the molded member 1 is softened and the fine structure 3a is easily transferred. Specifically, the stampers 2 and 3 are heated to a temperature equal to or higher than the glass transition point.

このように、微細構造2a及び3aを転写する際に、成形部材1の転写される部分のみを局所的に加熱して軟化させるので、微細構造2a及び3aを容易に成形部材1に転写することができ、且つアスペクト比が高い凹凸のような微細構造2a及び3aであっても、軟化した成形部材1を凹部の奥まで十分に充填することができ、微細構造2a及び3aを精度よく転写することができる。   Thus, when transferring the microstructures 2a and 3a, only the transferred portion of the molding member 1 is locally heated and softened, so that the microstructures 2a and 3a can be easily transferred to the molding member 1. Even if the microstructures 2a and 3a are concave and convex with a high aspect ratio, the softened molded member 1 can be sufficiently filled to the back of the recesses, and the microstructures 2a and 3a are accurately transferred. be able to.

所定の時間で転写が終了したら、ヒータ7及び12による加熱を停止し、次に離型工程に移る。図4は局所温調ユニットによる冷却・加熱を繰り返して離型する離型工程のフローチャートである。図5は局所温調ユニットによる冷却・加熱を繰り返して離型する離型動作のタイミングチャートである。なお、図4に示す離型工程では、下スタンパ3から先に離型しているが、上スタンパ2から先に離型してもよい。   When the transfer is completed within a predetermined time, heating by the heaters 7 and 12 is stopped, and then the process proceeds to a mold release process. FIG. 4 is a flowchart of a mold release process in which the mold is repeatedly released by cooling and heating by the local temperature control unit. FIG. 5 is a timing chart of the mold release operation in which the mold is repeatedly released by cooling and heating by the local temperature control unit. In the mold release step shown in FIG. 4, the mold is released first from the lower stamper 3, but may be released first from the upper stamper 2.

離型工程が開始されると、まず、上スタンパ2と下スタンパ3によるプレス力(転写圧)を減じて(ステップS1)、最終的にプレス力をゼロ又はほとんどプレス力がかからない状態とする。次に、プレス下コア9の局所温調ユニットの冷媒通路13に冷媒を流して、下スタンパ3の微細構造3aを下スタンパ3の裏側から冷却する(ステップS2)。プレス力がゼロになる前に冷却を開始して、ステップS2における冷却が終了した時点でプレス力がゼロとなるようにしてもよい。転写工程において下スタンパ3は成形部材1のガラス転移点以上の温度に加熱されているので、ステップS2における冷却で、下スタンパ3の表面温度(微細構造3aの表面の温度)がガラス転移点以下の温度となるまで冷却する。この際、図5(a)に示すように、下スタンパ3の表面温度を室温まで一度に下げずに、ガラス転移点と室温の間の温度となるまで冷却する。本実施形態では、微細構造3aの表面温度がガラス転移点と室温の間の温度となるまでの冷却時間を予め決定しておき、所定の冷却時間t1が過ぎたら冷却を停止する。下スタンパ3の温度を検出して微細構造3aの表面温度を推定してもよい。   When the mold release process is started, first, the pressing force (transfer pressure) by the upper stamper 2 and the lower stamper 3 is reduced (step S1), and finally the pressing force is set to zero or almost no pressing force is applied. Next, a refrigerant is passed through the refrigerant passage 13 of the local temperature control unit of the lower press core 9 to cool the microstructure 3a of the lower stamper 3 from the back side of the lower stamper 3 (step S2). Cooling may be started before the pressing force becomes zero, and the pressing force may be zero when the cooling in step S2 is completed. Since the lower stamper 3 is heated to a temperature not lower than the glass transition point of the molded member 1 in the transfer step, the surface temperature of the lower stamper 3 (the surface temperature of the fine structure 3a) is not higher than the glass transition point by cooling in step S2. Cool until the temperature reaches. At this time, as shown in FIG. 5A, the surface temperature of the lower stamper 3 is cooled to a temperature between the glass transition point and room temperature without being lowered to room temperature all at once. In the present embodiment, a cooling time until the surface temperature of the microstructure 3a reaches a temperature between the glass transition point and room temperature is determined in advance, and the cooling is stopped when a predetermined cooling time t1 has passed. The surface temperature of the fine structure 3a may be estimated by detecting the temperature of the lower stamper 3.

なお、ステップS2において、局所温調ユニットによる冷却は、スタンパ吸引固定用通路10を介して下スタンパ3をプレス下コア9に吸引固定して密着した状態を維持しながら行なう。局所温調ユニットはプレス下コア9に組み込まれているため、プレス下コア9と下スタンパ3を密着させておくことで、下スタンパ3からプレス下コアへの熱移動を効率的にして冷却効果を高めるためである。   In step S2, cooling by the local temperature adjustment unit is performed while maintaining the state in which the lower stamper 3 is sucked and fixed to the lower press core 9 through the stamper suction fixing passage 10 and is in close contact therewith. Since the local temperature control unit is incorporated in the lower core 9 of the press, the heat transfer from the lower stamper 3 to the lower core of the press is efficiently performed by keeping the lower core 9 and the lower stamper 3 in close contact with each other, thereby cooling effect. Is to increase

第1回目の冷却が終了したら、プレス下コア9の局所温調ユニットのヒータ12に通電して、下スタンパ3を裏面側から加熱し(ステップS3)、下スタンパ3の表面温度(微細構造3aの表面の温度)を上昇させる。この際、微細構造3aの表面の温度はガラス転移点以上にならない温度まで上昇させる。本実施形態では所定の加熱時間だけヒータ12に通電することで、下スタンパ3を加熱する。ステップS3での第1回目の加熱が終了したら、次に、ステップS4に進む。   When the first cooling is completed, the heater 12 of the local temperature control unit of the lower core 9 of the press is energized to heat the lower stamper 3 from the back side (step S3), and the surface temperature of the lower stamper 3 (fine structure 3a). The surface temperature). At this time, the temperature of the surface of the fine structure 3a is raised to a temperature not exceeding the glass transition point. In this embodiment, the lower stamper 3 is heated by energizing the heater 12 for a predetermined heating time. When the first heating in step S3 is completed, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、所定回数n回の冷却及び加熱を繰り返したか否かを判定する。ステップS4で、所定回数n回の冷却及び加熱を繰り返していないと判定されると、ステップS2に戻り、ステップS2の冷却(第2回目の冷却)とステップS3の加熱(第2回目の加熱)を行い、再びステップS4の判定が行なわれる。   In step S4, it is determined whether cooling and heating have been repeated n times a predetermined number of times. If it is determined in step S4 that the cooling and heating n times has not been repeated a predetermined number of times, the process returns to step S2, cooling in step S2 (second cooling) and heating in step S3 (second heating). And the determination in step S4 is performed again.

一方、ステップS4でn回の冷却及び加熱が繰り返されたと判定されると、下スタンパ3からの成形部材1の離型が終了したと判断し、処理はステップS5に進む。すなわち、下スタンパ3の冷却及び加熱を所定回数n回だけ繰り返して行なえば、下スタンパ3からの成形部材1の離型は完了したものと判断する。   On the other hand, if it is determined in step S4 that the cooling and heating have been repeated n times, it is determined that the molding member 1 has been released from the lower stamper 3, and the process proceeds to step S5. That is, if cooling and heating of the lower stamper 3 are repeated n times a predetermined number of times, it is determined that the release of the molded member 1 from the lower stamper 3 has been completed.

ステップS4においてn回の冷却及び加熱が繰り返されたと判定された時点で、下スタンパ3と成形部材1とは完全に分離していないが、微視的に見ると成形部材1に転写された微細構造には表層剥離が生じており、成形部材1に転写された微細構造は下スタンパ3の微細構造3aから離型している。表層剥離は、下スタンパ3の特に微細構造3aに冷却及び加熱を繰り返すことで生じる。すなわち、成形部材1の材料(樹脂)の熱膨張率は、下スタンパ3の材料(金属)の熱膨張率より大きいため、冷却及び加熱を繰り返すことで成形部材1と下スタンパ3との密着部分に熱膨張率差に起因した応力が発生し、表層剥離が誘起される。   The lower stamper 3 and the molded member 1 are not completely separated when it is determined in step S4 that n times of cooling and heating have been repeated, but when viewed microscopically, the fine transferred to the molded member 1 Surface peeling occurs in the structure, and the fine structure transferred to the molding member 1 is released from the fine structure 3 a of the lower stamper 3. The surface layer peeling is caused by repeating cooling and heating in the microstructure 3a of the lower stamper 3 in particular. That is, since the coefficient of thermal expansion of the material (resin) of the molded member 1 is larger than the coefficient of thermal expansion of the material (metal) of the lower stamper 3, the close contact portion between the molded member 1 and the lower stamper 3 by repeating cooling and heating. Stress occurs due to the difference in thermal expansion coefficient, and surface peeling is induced.

表層剥離は一回の冷却及び加熱では生じ難く、冷却及び加熱を複数回繰り返すことで徐々に進行する。所定回数n回は予め実験等で何回がよいか決めておくもので、微細構造3aの形状や寸法、成形部材1の材料、下スタンパ3の材料等により適切な回数を設定すればよい。   Surface peeling is unlikely to occur with a single cooling and heating, and gradually proceeds by repeating the cooling and heating a plurality of times. The predetermined number n is determined in advance by experiments or the like, and an appropriate number may be set according to the shape and size of the microstructure 3a, the material of the molded member 1, the material of the lower stamper 3, and the like.

下スタンパ3からの成形部材1の離型が完了したら、次に、上スタンパ2からの成形部材1の離型が行なわれる(ステップS5)。すなわち、ステップS5では、下スタンパ3の離型におけるステップS2からS4と同様な処理が行なわれ、上スタンパ2の冷却と加熱が所定の回数m回繰り返される。上スタンパ2の微細構造2aの形状及び寸法が下スタンパの微細構造の形状及び寸法と同じであればn=mとなるが、微細構造2aの形状や寸法、成形部材1の材料、上スタンパ2の材料等により適切な回数を設定すればよい。   When the release of the molded member 1 from the lower stamper 3 is completed, the molded member 1 is then released from the upper stamper 2 (step S5). That is, in step S5, the same processing as steps S2 to S4 in releasing the lower stamper 3 is performed, and cooling and heating of the upper stamper 2 are repeated m times a predetermined number of times. If the shape and size of the microstructure 2a of the upper stamper 2 are the same as the shape and size of the microstructure of the lower stamper, n = m. However, the shape and size of the microstructure 2a, the material of the molded member 1, the upper stamper 2 An appropriate number of times may be set depending on the material of the material.

ステップS5の処理が終了して、上スタンパ2から成形部材1が離型したと判断すると、続いて、プレス上コア4の成形部材吸引固定用通路6に空気を供給して(ステップS6)成形部材1を上スタンパ2から完全に離型させながら、図6に示すようにプレス上コア4を上昇させる(ステップS7)。   When it is determined that the forming member 1 has been released from the upper stamper 2 after the processing in step S5 is completed, air is supplied to the forming member suction fixing passage 6 of the upper core 4 of the press (step S6). While completely releasing the member 1 from the upper stamper 2, the upper press core 4 is raised as shown in FIG. 6 (step S7).

続いて、プレス下コア9の成形部材吸引固定用通路11に空気を供給して(ステップS8)成形部材1を下スタンパ3から完全に離型させながら、図7に示すように成形材料を取り出す(ステップS9)。以上で離型工程は終了する。   Subsequently, air is supplied to the molding member suction fixing passage 11 of the lower press core 9 (step S8), and the molding material is taken out as shown in FIG. 7 while completely releasing the molding member 1 from the lower stamper 3. (Step S9). This completes the mold release process.

成形部材1を取り出した後、図8に示すように、成形部材吸引固定用通路6及び上スタンパ2の吸引貫通孔2bを介して圧縮気体(ここでは圧縮空気)を下スタンパ3に向けて噴射し、下スタンパ3に残った残留物を吹飛ばして除去し、且つ成形部材吸引固定用通路11及び下スタンパ3の吸引貫通孔3bを介して圧縮気体(ここでは圧縮空気)を上スタンパ2に向けて噴射し、上スタンパ3に残った残留物を吹飛ばして除去する。   After the molded member 1 is taken out, as shown in FIG. 8, compressed gas (here, compressed air) is injected toward the lower stamper 3 through the molded member suction fixing passage 6 and the suction through hole 2 b of the upper stamper 2. Then, the residue remaining in the lower stamper 3 is blown away to remove the compressed gas (here, compressed air) to the upper stamper 2 through the molding member suction fixing passage 11 and the suction through hole 3b of the lower stamper 3. The residual material remaining on the upper stamper 3 is blown off and removed.

上述の転写工程及び離型工程では、プレス上コア4のみを上昇、下降させているが、プレス下コア9を上昇、下降させてもよく、あるいは両方を上昇、下降させてもよい。   In the transfer step and the release step described above, only the upper press core 4 is raised and lowered, but the lower press core 9 may be raised and lowered, or both may be raised and lowered.

また、成形部材1の上下両面に微細構造2a及び3aを転写しているが、同様な方法により、成形部材1の上下面のいずれか一方のみに微細構造を転写することとしてもよい。   Further, although the microstructures 2a and 3a are transferred to both the upper and lower surfaces of the molding member 1, the microstructure may be transferred to only one of the upper and lower surfaces of the molding member 1 by a similar method.

次に、離型工程の他の例について説明する。図9はスタンパ吸引固定用通路から冷媒を供給しながら冷却・加熱を繰り返して離型する離型工程のフローチャートである。図10はスタンパ吸引固定用通路から冷媒を供給しながら冷却・加熱を繰り返して離型する離型動作のタイミングチャートである。なお、図9に示す離型工程では、下スタンパ3から先に離型しているが、上スタンパ2から先に離型してもよい。   Next, another example of the mold release process will be described. FIG. 9 is a flowchart of a mold release process in which the mold is released by repeatedly cooling and heating while supplying the refrigerant from the stamper suction fixing passage. FIG. 10 is a timing chart of the mold release operation in which the mold is released by repeating cooling and heating while supplying the refrigerant from the stamper suction fixing passage. In the mold release step shown in FIG. 9, the mold is released first from the lower stamper 3. However, the mold may be released first from the upper stamper 2.

離型工程が開始されると、まず、上スタンパ2と下スタンパ3によるプレス力(転写圧)を減じて(ステップS11)、最終的にプレス力をゼロ又はほとんどプレス力がかからない状態とする。次に、プレス下コア9のスタンパ吸引固定用通路10からの吸引を解除して下スタンパ3に作用する吸引力をゼロにする(ステップS12)。これにより、プレス下コア9と下スタンパ3の密着を解除し、プレス下コア9と下スタンパ3との間に気体が入り込み易くする。   When the mold release process is started, first, the pressing force (transfer pressure) by the upper stamper 2 and the lower stamper 3 is reduced (step S11), and finally the pressing force is set to zero or almost no pressing force is applied. Next, the suction from the stamper suction fixing passage 10 of the lower press core 9 is released to make the suction force acting on the lower stamper 3 zero (step S12). As a result, the close contact between the lower press core 9 and the lower stamper 3 is released, and gas can easily enter between the lower press core 9 and the lower stamper 3.

次に、スタンパ吸引固定用通路10に低温の空気やガス等の冷媒を供給して下スタンパ3を冷却する(ステップS13)。スタンパ吸引固定用通路10に供給された冷媒は、プレス下コア9と下スタンパ3の裏面との間に拡散し、下スタンパ3の裏面が冷媒により冷却される。これにより、下スタンパ3の微細構造3aが下スタンパ3の裏側から冷却される。転写工程において下スタンパ3は成形部材1のガラス転移点以上の温度に加熱されているので、ステップS13における冷却で、下スタンパ3の表面温度(微細構造3aの表面の温度)がガラス転移点以下の温度となるまで冷却する。この際、図10(a)に示すように、下スタンパ3の表面温度を室温まで一度に下げずに、ガラス転移点と室温の間の温度となるまで冷却する。本実施形態では、微細構造3aの表面温度がガラス転移点と室温の間の温度となるまでの冷却時間を予め決定しておき、所定の冷却時間t1が過ぎたら冷却を停止する。下スタンパ3の温度を検出して微細構造3aの表面温度を推定してもよい。   Next, a coolant such as low-temperature air or gas is supplied to the stamper suction fixing passage 10 to cool the lower stamper 3 (step S13). The refrigerant supplied to the stamper suction fixing passage 10 diffuses between the lower press core 9 and the lower surface of the lower stamper 3, and the lower surface of the lower stamper 3 is cooled by the refrigerant. Thereby, the fine structure 3 a of the lower stamper 3 is cooled from the back side of the lower stamper 3. Since the lower stamper 3 is heated to a temperature not lower than the glass transition point of the molded member 1 in the transfer step, the surface temperature of the lower stamper 3 (the surface temperature of the fine structure 3a) is not higher than the glass transition point by cooling in step S13. Cool until the temperature reaches. At this time, as shown in FIG. 10A, the surface temperature of the lower stamper 3 is cooled to a temperature between the glass transition point and room temperature without being lowered to room temperature at once. In the present embodiment, a cooling time until the surface temperature of the microstructure 3a reaches a temperature between the glass transition point and room temperature is determined in advance, and the cooling is stopped when a predetermined cooling time t1 has passed. The surface temperature of the fine structure 3a may be estimated by detecting the temperature of the lower stamper 3.

第1回目の冷却が終了したら、プレス下コア9の局所温調ユニットのヒータ12に通電して、下スタンパ3を裏面側から加熱し(ステップS14)、下スタンパ3の表面温度(微細構造3aの表面の温度)を上昇させる。この際、微細構造3aの表面の温度はガラス転移点以上にならない温度まで上昇させる。本実施形態では所定の加熱時間だけヒータ12に通電することで、下スタンパ3を加熱する。ステップS14での第1回目の加熱が終了したら、次に、ステップS15に進む。ステップS15の処理は上述の図4におけるステップS4の処理と同様であり、所定回数n回の冷却及び加熱を繰り返したか否かを判定する。ステップS15で、所定回数n回の冷却及び加熱を繰り返していないと判定されると、ステップS13に戻り、ステップS13の冷却(第2回目の冷却)とステップS14の加熱(第2回目の加熱)を行い、再びステップS15の判定が行なわれる。   When the first cooling is completed, the heater 12 of the local temperature control unit of the lower core 9 of the press is energized to heat the lower stamper 3 from the back side (step S14), and the surface temperature of the lower stamper 3 (fine structure 3a). The surface temperature). At this time, the temperature of the surface of the fine structure 3a is raised to a temperature not exceeding the glass transition point. In this embodiment, the lower stamper 3 is heated by energizing the heater 12 for a predetermined heating time. When the first heating in step S14 is completed, the process proceeds to step S15. The process of step S15 is the same as the process of step S4 in FIG. 4 described above, and it is determined whether or not cooling and heating have been repeated n times a predetermined number of times. If it is determined in step S15 that the cooling and heating n times has not been repeated a predetermined number of times, the process returns to step S13, cooling in step S13 (second cooling) and heating in step S14 (second heating). And the determination in step S15 is made again.

一方、ステップS15で所定回数n回の冷却及び加熱が繰り返されたと判定されると、下スタンパ3からの成形部材1の離型が終了したと判断し、処理はステップS16に進む。すなわち、下スタンパ3の冷却及び加熱を所定回数n回だけ繰り返して行なえば、下スタンパ3からの成形部材1の離型は完了したものと判断する。   On the other hand, if it is determined in step S15 that the cooling and heating have been repeated n times a predetermined number of times, it is determined that the molding member 1 has been released from the lower stamper 3, and the process proceeds to step S16. That is, if cooling and heating of the lower stamper 3 are repeated n times a predetermined number of times, it is determined that the release of the molded member 1 from the lower stamper 3 has been completed.

ステップS15においてn回の冷却及び加熱が繰り返されたと判定された時点で、下スタンパ3と成形部材1とは完全に分離していないが、微視的に見ると成形部材1に転写された微細構造には表層剥離が生じており、成形部材1に転写された微細構造は下スタンパ3の微細構造3aから離型している。   When it is determined in step S15 that n times of cooling and heating have been repeated, the lower stamper 3 and the molded member 1 are not completely separated, but microscopically transferred to the molded member 1 when viewed microscopically. Surface peeling occurs in the structure, and the fine structure transferred to the molding member 1 is released from the fine structure 3 a of the lower stamper 3.

ステップS15において所定回数の冷却及び加熱が繰り返し行なわれたと判断すると、プレス下コア9のスタンパ吸引固定用通路10からの吸引を行い、下スタンパ3をプレス下コア9に吸引固定する(ステップS16)。そして、プレス上コア4のスタンパ吸引固定用通路5からの吸引を解除して上スタンパ2作用する吸引力をゼロにする(ステップS7)。そして、上スタンパ2に対しても上述のステップS13〜S15と同様の処理を行ない、上スタンパ2の冷却及び加熱を所定回数だけ繰り返し行なう(ステップS18)。   If it is determined in step S15 that the predetermined number of times of cooling and heating has been repeated, suction is performed from the stamper suction fixing passage 10 of the lower press core 9 and the lower stamper 3 is suction fixed to the lower press core 9 (step S16). . Then, the suction from the stamper suction fixing passage 5 of the press upper core 4 is released, and the suction force acting on the upper stamper 2 is made zero (step S7). The upper stamper 2 is also subjected to the same processing as steps S13 to S15 described above, and cooling and heating of the upper stamper 2 are repeated a predetermined number of times (step S18).

上スタンパ2に対して冷却及び加熱を所定回数繰り返したと判定されたら、プレス上コア4のスタンパ吸引固定用通路5からの吸引を行い、上スタンパ2をプレス上コア4に吸引固定する(ステップS19)。その後は、図4のステップS6〜S9の処理と同様の処理を行ない、成形部材1を取り出して離型工程を終了する。図9のステップS20〜S23は、それぞれ図4のステップS6〜S9に相当する。   If it is determined that the upper stamper 2 has been cooled and heated a predetermined number of times, the upper stamper 2 is sucked from the stamper suction fixing passage 5 and the upper stamper 2 is sucked and fixed to the upper presser core 4 (step S19). ). After that, the same process as the process of steps S6 to S9 in FIG. 4 is performed, the molded member 1 is taken out, and the mold release process is completed. Steps S20 to S23 in FIG. 9 correspond to steps S6 to S9 in FIG.

成形部材1を取り出した後、図8に示すように、成形部材吸引固定用通路6及び上スタンパ2の吸引貫通孔2bを介して圧縮気体(ここでは圧縮空気)を下スタンパ3に向けて噴射し、下スタンパ3に残った残留物を吹飛ばして除去し、且つ成形部材吸引固定用通路11及び下スタンパ3の吸引貫通孔3bを介して圧縮気体(ここでは圧縮空気)を上スタンパ2に向けて噴射し、上スタンパ3に残った残留物を吹飛ばして除去する。   After the molded member 1 is taken out, as shown in FIG. 8, compressed gas (here, compressed air) is injected toward the lower stamper 3 through the molded member suction fixing passage 6 and the suction through hole 2 b of the upper stamper 2. Then, the residue remaining in the lower stamper 3 is blown away to remove the compressed gas (here, compressed air) to the upper stamper 2 through the molding member suction fixing passage 11 and the suction through hole 3b of the lower stamper 3. The residual material remaining on the upper stamper 3 is blown off and removed.

上述の離型工程では、プレス上コア4のみを上昇、下降させているが、プレス下コア9を上昇、下降させてもよく、あるいは両方を上昇、下降させてもよい。また、成形部材1の上下両面に微細構造2a及び3aを転写しているが、同様な方法により、成形部材1の上下面のいずれか一方のみに微細構造を転写することとしてもよい。   In the mold release step described above, only the upper press core 4 is raised and lowered, but the lower press core 9 may be raised and lowered, or both may be raised and lowered. Further, although the microstructures 2a and 3a are transferred to both the upper and lower surfaces of the molding member 1, the microstructure may be transferred to only one of the upper and lower surfaces of the molding member 1 by a similar method.

以上のように、離型の際にスタンパを冷却するには、局所温調ユニットによる冷却を用いることができるが(図4に示す離型工程)、局所温調ユニットによる冷却では不十分で冷却時間が長くなる場合は、スタンパ吸引固定用通路に冷媒を流してスタンパを直接冷却することで(図9に示す離型工程)、冷却時間を短縮することができ、離型工程にかかる時間を短縮することができる。   As described above, the cooling by the local temperature control unit can be used to cool the stamper at the time of mold release (the mold release process shown in FIG. 4), but the cooling by the local temperature control unit is not sufficient. When the time is long, the cooling time can be shortened by flowing the coolant through the stamper suction fixing passage to directly cool the stamper (the mold release process shown in FIG. 9). It can be shortened.

本発明の一実施形態による転写方法により微細構造を成形部材に転写する転写装置の概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the transfer apparatus which transfers a fine structure to a shaping | molding member with the transfer method by one Embodiment of this invention. 転写工程における転写装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the transfer apparatus in a transfer process. 転写工程における転写装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the transfer apparatus in a transfer process. 転写工程に続いて行なわれる離型工程の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of the mold release process performed following a transfer process. 図4に示す離型工程における離型動作のタイミングチャートである。It is a timing chart of the mold release operation | movement in the mold release process shown in FIG. 離型工程における転写装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the transfer apparatus in a mold release process. 離型工程における転写装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the transfer apparatus in a mold release process. クリーニング工程における転写装置の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the transfer apparatus in a cleaning process. 転写工程に続いて行なわれる離型工程の他の例のフローチャートである。It is a flowchart of the other example of the mold release process performed following a transfer process. 図9に示す離型工程における離型動作のタイミングチャートである。10 is a timing chart of a mold release operation in the mold release process shown in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

1 成形部材
2 上スタンパ
2a 微細構造
2b 吸引貫通孔
3 下スタンパ
3a 微細構造
3b 吸引貫通孔
4 プレス上コア
5,10 スタンパ吸引固定用通路
6,11 成形部材吸引固定用通路
7,12 ヒータ
8,13 冷媒通路
9 プレス下コア
20 上コア移動機構
22 下コア移動機構
24 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Molding member 2 Upper stamper 2a Fine structure 2b Suction through hole 3 Lower stamper 3a Fine structure 3b Suction through hole 4 Core on press 5,10 Stamper suction fixing passage 6,11 Molding member suction fixing passage 7,12 Heater 8, 13 Refrigerant passage 9 Press lower core 20 Upper core moving mechanism 22 Lower core moving mechanism 24 Control unit

Claims (8)

スタンパに形成された微細構造を成形部材に転写する転写方法であって、
該スタンパの該微細構造を該成形部材に押圧して、前記微細構造を前記成形部材に転写し、
前記スタンパの前記微細構造を、前記成形部材のガラス転移点以下の温度において冷却及び加熱を繰り返すことにより、前記スタンパからの前記成形部材の離型を促進することを特徴とする転写方法。
A transfer method for transferring a microstructure formed on a stamper to a molded member,
Pressing the microstructure of the stamper against the molded member, transferring the microstructure to the molded member,
A transfer method characterized by promoting the release of the molding member from the stamper by repeatedly cooling and heating the microstructure of the stamper at a temperature below the glass transition point of the molding member.
請求項1記載の転写方法であって、
前記スタンパの前記微細構造及び前記成形部材に転写された微細構造の収縮及び膨張を繰り返して、前記成形部材に転写された微細構造の表層剥離を生じさせることにより、前記スタンパからの前記成形部材の離型を促進することを特徴とする転写方法。
The transfer method according to claim 1,
The shrinkage and expansion of the microstructure transferred to the molding member and the microstructure transferred to the molding member are repeated to cause surface peeling of the microstructure transferred to the molding member. A transfer method characterized by promoting mold release.
請求項2記載の転写方法であって、
前記スタンパの前記微細構造を、前記スタンパが取り付けられた金型に組み込まれた局所温調部により冷却することを特徴とする転写方法。
The transfer method according to claim 2,
A transfer method, wherein the microstructure of the stamper is cooled by a local temperature control unit incorporated in a mold to which the stamper is attached.
請求項3記載の転写方法であって、
前記スタンパの前記微細構造を、前記局所温調部により加熱することを特徴とする転写方法。
The transfer method according to claim 3, wherein
A transfer method, wherein the fine structure of the stamper is heated by the local temperature control unit.
請求項2記載の転写方法であって、
前記スタンパの前記微細構造を、前記スタンパが取り付けられた金型に形成されたスタンパ吸引固定用通路に冷媒を供給することにより冷却することを特徴とする転写方法。
The transfer method according to claim 2,
A transfer method, wherein the fine structure of the stamper is cooled by supplying a coolant to a stamper suction fixing passage formed in a mold to which the stamper is attached.
請求項5記載の転写方法であって、
前記スタンパの前記微細構造を、前記スタンパが取り付けられた金型に組み込まれた局所温調部により加熱することを特徴とする転写方法。
The transfer method according to claim 5,
A transfer method characterized in that the fine structure of the stamper is heated by a local temperature control unit incorporated in a mold to which the stamper is attached.
微細構造を成形部材の表面に転写する転写装置であって、
該微細構造を有するスタンパと、
該スタンパが取り付けられる金型と、
該金型の開閉動作、及び前記金型に取り付けられた前記スタンパの温度を制御する制御部と
を有し、
前記制御部は、前記金型に取り付けられた前記スタンパの前記微細構造を前記成形部材に押圧して、前記微細構造を前記成形部材に転写した後、前記スタンパの前記微細構造に対して、前記成形部材のガラス転移点以下の温度において冷却及び加熱が繰り返されるように前記スタンパの温度を制御することにより、前記スタンパからの前記成形部材の離型を促進することを特徴とする転写装置。
A transfer device for transferring a microstructure to the surface of a molded member,
A stamper having the microstructure;
A mold to which the stamper is attached;
A control unit for controlling the temperature of the stamper attached to the mold, and an opening / closing operation of the mold,
The control unit presses the microstructure of the stamper attached to the mold against the molding member, transfers the microstructure to the molding member, and then applies the microstructure to the stamper with respect to the microstructure. A transfer device that promotes release of the molding member from the stamper by controlling the temperature of the stamper so that cooling and heating are repeated at a temperature below the glass transition point of the molding member.
請求項7記載の転写装置であって、
前記制御部は、前記スタンパの前記微細構造及び前記成形部材に転写された微細構造の収縮及び膨張を繰り返すように前記スタンパの温度を制御して、前記成形部材に転写された微細構造の表層剥離を生じさせることにより、前記成形部材の離型を促進することを特徴とする転写装置。
The transfer device according to claim 7,
The control unit controls the temperature of the stamper so as to repeatedly shrink and expand the microstructure of the stamper and the microstructure transferred to the molding member, and peels the surface layer of the microstructure transferred to the molding member. A transfer device that promotes release of the molding member by generating
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020239873A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Rel8 Aps Method and apparatus for producing a barcode in a mouldable material

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