JP2011240546A - 微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置および製造方法 - Google Patents

微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置および製造方法 Download PDF

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三文 福山
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Abstract

【課題】ロール状モールドの表面の離型性を維持でき、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを安定して製造できる製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】ロール状モールド20の表面の微細凹凸構造を、ロール状モールド20の回転に同期してロール状モールド20の表面の一部に沿って移動する帯状のフィルム本体42の表面に転写して、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを製造する装置であって、表面に微細凹凸構造を有するロール状モールド20と、ロール状モールド20の表面の一部に沿ってフィルム本体42が移動している以外の箇所にて、ロール状モールド20の表面に離型剤を供給する離型剤供給手段50と、ロール状モールド20の表面に供給された離型剤を乾燥させる離型剤乾燥手段51とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置および製造方法に関する。
近年、可視光の波長以下の間隔の微細凹凸構造を表面に有するフィルムは、反射防止効果、ロータス効果等を発現することが知られている。特に、モスアイ構造と呼ばれる凹凸構造は、空気の屈折率から物品の材料の屈折率へと連続的に屈折率が増大していくことで有効な反射防止の手段となることが知られている。
微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法としては、該微細凹凸構造の反転構造が表面に形成されたモールドを用い、該モールドの微細凹凸構造をフィルム本体の表面に転写する方法が注目されている。該モールドは、通常、微細凹凸構造が形成された側の表面が離型剤によって処理されている(特許文献1)。
しかし、モールドの表面を離型剤によって処理しても、転写回数の増加に伴ってモールドの表面の離型剤層が劣化するため、良好な離型性を維持することが困難となる。その結果、モールドの表面に樹脂が付着し、付着した樹脂を起点にさらに大きな樹脂残りが発生する。
従来の微細凹凸構造を有するフィルムの製造装置においては、定期的に生産を中断してモールドを取り外し、付着樹脂を除去し、モールドの表面を離型剤によって再度処理する必要がある。これらの作業には、かなりの時間が必要となるため、大幅な生産性の低下が生じる。
モールドの表面の離型性を維持できる製造装置としては、下記のものが提案されている。
ロール状モールドの表面の微細凹凸構造を帯状のフィルム本体の表面に転写して、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを製造する装置であって、ロール状モールドの表面の付着樹脂を粘着剤によって除去する付着樹脂除去手段と、ロール状モールドの表面に離型剤を塗布する離型剤塗布手段とを有する製造装置(特許文献2)。
しかし、該製造装置には、下記の問題がある。
(i)ロール状モールドの表面に塗布された離型剤が乾燥しないうちにフィルム本体と接触するため、ロール状モールドの表面に離型剤が定着する前に、離型剤がフィルム本体に移行する。その結果、ロール状モールドの表面の離型性を十分に維持できず、ロール状モールドの表面に樹脂が付着しやすい。
(ii)そのため、粘着剤による付着樹脂除去手段が必要となるが、粘着剤による付着樹脂除去手段では、可視光の波長以下の間隔の微細凹凸構造の奥に残った樹脂の除去は困難である。
(iii)スプレーで噴霧された離型剤が空気中への飛散し、離型剤が余分に消費されたり、微細凹凸構造が転写されたフィルムの表面に飛散した離型剤が付着して、該フィルムの性能(反射防止性・撥水性等)に悪影響を及ぼしたり、部位によって性能が変化したりする。
特開2007−326367号公報 特開2008−207474号公報
本発明は、ロール状モールドの表面の離型性を維持でき、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを安定して製造できる製造装置および製造方法を提供する。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置は、ロール状モールドの表面の微細凹凸構造を、ロール状モールドの回転に同期してロール状モールドの表面の一部に沿って移動する帯状のフィルム本体の表面に転写して、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを製造する装置であって、表面に微細凹凸構造を有するロール状モールドと、前記ロール状モールドの表面の一部に沿って前記フィルム本体が移動している以外の箇所にて、ロール状モールドの表面に離型剤を供給する離型剤供給手段と、ロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させる離型剤乾燥手段とを有することを特徴とする。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置は、前記離型剤供給手段から飛散した離型剤を回収する離型剤回収手段をさらに有することが好ましい。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法は、ロール状モールドの表面の微細凹凸構造を、ロール状モールドの回転に同期してロール状モールドの表面の一部に沿って移動する帯状のフィルム本体の表面に転写して、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを製造する方法であって、前記ロール状モールドの表面の微細凹凸構造をフィルム本体の表面に転写し、該フィルム本体を前記ロール状モールドから剥離した後、離型剤供給手段によって前記ロール状モールドの表面に離型剤を連続的または断続的に供給し、ついで離型剤乾燥手段によってロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させることを特徴とする。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法においては、前記離型剤供給手段から飛散した離型剤を、離型剤回収手段によって回収することが好ましい。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置によれば、ロール状モールドの表面の離型性を維持でき、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを安定して製造できる。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法によれば、ロール状モールドの表面の離型性を維持でき、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを安定して製造できる。
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置の一例を示す概略構成図である。 陽極酸化アルミナを表面に有するロール状モールドの製造工程を示す断面図である。 微細凹凸構造を表面に有するフィルムの一例を示す断面図である。
本明細書において、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。
<微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置>
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置は、表面に微細凹凸構造を有するロール状モールドと、ロール状モールドの表面の一部に沿ってフィルム本体が移動している以外の箇所にて、ロール状モールドの表面に離型剤を供給する離型剤供給手段と、ロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させる離型剤乾燥手段とを有するものである。
図1は、本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置の一例を示す概略構成図である。該製造装置は、表面に微細凹凸構造(図示略)を有し、かつ該表面が離型剤であらかじめ処理されたロール状モールド20と;ロール状モールド20の回転に同期してロール状モールド20の下側半分の表面に沿って移動する帯状のフィルム本体42とロール状モールド20との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を供給するタンク22と;ロール状モールド20との間でフィルム本体42および活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をニップするニップロール26と;ニップロール26のニップ圧を調整する空気圧シリンダ24と;ロール状モールド20の下方に設置され、フィルム本体42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する活性エネルギー線照射装置28と;表面に硬化樹脂層44が形成されたフィルム本体42をロール状モールド20から剥離する剥離ロール30と;ロール状モールド20の上側半分の表面に対向配置された、ロール状モールド20の表面に離型剤を供給する離型剤供給手段50と;離型剤供給手段50よりもロール状モールド20の回転方向の下流側に、かつロール状モールド20の上側半分の表面に対向配置された、ロール状モールド20の表面に供給された離型剤を乾燥させる離型剤乾燥手段51と;離型剤供給手段50から飛散した離型剤を回収する離型剤回収手段52とを有する。
(離型剤供給手段)
離型剤供給手段50は、表面に硬化樹脂層44が形成されたフィルム本体42がロール状モールド20から剥離されてから、つぎにフィルム本体42とロール状モールド20との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が供給されるまでの間に、ロール状モールド20の表面に離型剤を供給できる位置に配置される。
離型剤供給手段50は、図示例ではスプレーである。なお、離型剤供給手段は、スプレーに限定されず、ダイコート、ディッピング等の公知の供給方法で供給できる供給装置であればよい。
(離型剤乾燥手段)
離型剤乾燥手段51は、ロール状モールド20の表面に離型剤が供給されてから、フィルム本体42とロール状モールド20との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が供給されるまでの間に、ロール状モールド20の表面に供給された離型剤を乾燥できる位置に配置される。
離型剤乾燥手段51としては、熱風を吹き付けるドライヤ等が挙げられる。また、ロール状モールド20の温度を調整して、ロール状モールド20の熱によって離型剤を乾燥させるモールド調温手段であってもよい。
(離型剤回収手段)
離型剤回収手段52は、離型剤供給手段50および離型剤乾燥手段51を上方から覆うように設けられ、かつロール状モールド20側に開口した飛散防止カバー53と;一端が飛散防止カバー53に接続した吸気管54と;吸気管54の途中に設けられた、離型剤を回収するトラップ(図示略)および吸気ポンプ(図示略)とを有する。
(活性エネルギー線照射装置)
活性エネルギー線照射装置28としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。
(ロール状モールド)
ロール状モールド20は、モールド基材の表面に微細凹凸構造を有し、かつ該表面があらかじめ離型剤で処理されたものである。
モールド基材の材料としては、金属(表面に酸化皮膜が形成されたものを含む。)、石英、ガラス、樹脂、セラミックス等が挙げられる。
モールド基材の形状としては、円筒状、円柱状、平板状、シート状等が挙げられる。モールド基材の形状が平板状またはシート状の場合、微細凹凸構造を形成する前または微細凹凸構造を形成した後に、円筒状に加工してロール状モールド20とする。
モールドの作製方法としては、例えば、下記の方法(α)または方法(β)が挙げられる。大面積化が可能であり、かつ作製が簡便である点から、方法(α)が特に好ましい。
(α)アルミニウム基材の表面に、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナを形成する方法。
(β)モールド基材の表面にリソグラフィ法によって微細凹凸構造を形成する方法。
方法(α)としては、下記の工程(a)〜(f)を有する方法が好ましい。
(a)アルミニウム基材を電解液中、定電圧下で陽極酸化してアルミニウム基材の表面に酸化皮膜を形成する工程。
(b)酸化皮膜を除去し、アルミニウム基材の表面に陽極酸化の細孔発生点を形成する工程。
(c)アルミニウム基材を電解液中、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)工程(d)の後、電解液中、再度陽極酸化する工程。
(f)工程(d)と工程(e)を繰り返し行い、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナがアルミニウム基材の表面に形成されたモールドを得る工程。
工程(a):
図2に示すように、アルミニウム基材10を陽極酸化すると、細孔12を有する酸化皮膜14が形成される。
アルミニウム基材の形状としては、円筒状、円柱状、平板状、シート状等が挙げられる。
また、アルミニウム基材は、表面状態を平滑化にするために、機械研磨、羽布研磨、化学的研磨、電解研磨処理(エッチング処理)等で研磨されることが好ましい。また、アルミニウム基材は、所定の形状に加工する際に用いた油が付着していることがあるため、陽極酸化の前にあらかじめ脱脂処理されることが好ましい。
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、シュウ酸、硫酸、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、平均間隔が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、平均間隔が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。
陽極酸化条件は、上述した条件に限らず、所望の細孔間の平均間隔を得るために、適宜用いる酸、化成電圧、温度等を調整する。
工程(b):
図2に示すように、酸化皮膜14を一旦除去し、これを陽極酸化の細孔発生点16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。
工程(c):
図2に示すように、酸化皮膜を除去したアルミニウム基材10を再度、陽極酸化すると、円柱状の細孔12を有する酸化皮膜14が形成される。
陽極酸化は、工程(a)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。
工程(d):
図2に示すように、細孔12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。
工程(e):
図2に示すように、再度、陽極酸化すると、円柱状の細孔12の底部から下に延びる、直径の小さい円柱状の細孔12がさらに形成される。
陽極酸化は、工程(a)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。
工程(f):
図2に示すように、工程(d)の細孔径拡大処理工程と工程(e)の陽極酸化とを繰り返すと、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12を有する酸化皮膜14が形成され、アルミニウム基材10の表面に陽極酸化アルミナ(アルミニウムの多孔質の酸化皮膜(アルマイト))を有するモールド18が得られる。最後は工程(d)で終わることが好ましい。
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形成されたモスアイ構造の反射率低減効果は不十分である。
アルミニウム基材10の形状が円筒状または円柱状の場合、モールド18をそのままロール状モールド20として用いる。アルミニウム基材10の形状が平板状またはシート状の場合、モールド18を円筒状に加工してロール状モールド20とする。
細孔12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12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12間の平均間隔は、20nm以上が好ましい。
細孔12間の平均間隔は、電子顕微鏡観察によって隣接する細孔12間の間隔(細孔12の中心から隣接する細孔12の中心までの距離)を5点測定し、これらの値を平均したものである。
細孔12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。
細孔12の深さは、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、細孔12の最底部と、細孔12間に存在する凸部の最頂部との間の距離を測定した値である。
(モールドの前処理)
ついで、モールド(モールド18またはロール状モールド20)の、微細凹凸構造が形成された側の表面を、該表面に存在する官能基(A)と反応し得る官能基(B)を有する離型剤で処理する。
官能基(A)とは、後述の離型剤が有している反応性の官能基(B)と反応して、化学結合を形成し得る基を意味する。
官能基(A)としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、エポキシ基、エステル基、等が挙げられ、後述の離型剤の代表的な反応性の官能基(B)が、加水分解性シリル基である点から、水酸基が特に好ましい。
官能基(A)は、モールド基材の材料として挙げた、金属(表面に酸化皮膜が形成されたものを含む。)、石英、ガラス、樹脂、セラミックス等がもともと有しているものでもよく、適当な処理を行ってモールド基材の表面に導入したものでもよい。官能基(A)の導入方法としては、下記の方法(γ)または方法(δ)が挙げられる。
(γ)モールドの微細凹凸構造が形成された側の表面をプラズマ処理することによって、該表面に官能基(A)を導入する方法。
(δ)モールドの微細凹凸構造が形成された側の表面を、官能基(A)またはその前駆体を有する化合物(シランカップリング剤等)で処理することによって、該表面に官能基(A)を導入する方法。
官能基(B)とは、官能基(A)と反応して化学結合を形成し得る基または該基に容易に変換し得る基を意味する。
官能基(A)が水酸基の場合、官能基(B)としては、加水分解性シリル基、シラノール基、チタン原子またはアルミニウム原子を含む加水分解性基、等が挙げられ、水酸基との反応性がよい点から、加水分解性シリル基またはシラノール基が好ましい。加水分解性シリル基とは、加水分解によってシラノール基(Si−OH)を生成する基であり、Si−OR(Rはアルキル基である。)、Si−X(Xはハロゲン原子である。)等が挙げられる。
官能基(B)を有する離型剤としては、官能基(B)を有するシリコーン樹脂、官能基(B)を有するフッ素樹脂、官能基(B)を有するフッ素化合物等が挙げられ、加水分解性シリル基を有するフッ素化合物が特に好ましい。加水分解性シリル基を有するフッ素化合物の市販品としては、フルオロアルキルシラン、KBM−7803(信越化学工業社製)、「オプツール」シリーズ(ダイキン工業社製)、ノベックEGC−1720(住友3M社製)等が挙げられる。
離型剤による処理方法としては、下記の方法(ε)または方法(ζ)が挙げられ、ロール状モールド20の微細凹凸構造(細孔12)の奥まで確実に離型剤によって処理できる点から、方法(ε)が特に好ましい。
(ε)離型剤の希釈溶液にモールドを浸漬する方法。
(ζ)離型剤またはその希釈溶液を、モールドの微細凹凸構造が形成された側の表面に供給する方法。
方法(ε)としては、具体的には下記の工程(g)〜(l)を有する方法が好ましい。
(g)モールドを水洗する工程。
(h)工程(g)の後、モールドにエアーを吹き付け、モールドの表面に付着した水滴を除去する工程。
(i)加水分解性シリル基を有するフッ素化合物を、フッ素系溶媒で希釈した希釈溶液に、表面に官能基(A)を有するモールドを浸漬する工程。
(j)浸漬したモールドをゆっくりと溶液から引き上げる工程。
(k)必要に応じて、工程(j)よりも後段にてモールドを加熱加湿させる工程。
(l)必要に応じて、モールドを乾燥させる工程。
工程(g):
モールドには、微細凹凸構造を形成する際に用いた薬剤(細孔径拡大処理に用いたリン酸水溶液、リソグラフィ法に用いた剥離液等)、不純物(埃等)等が付着しているため、水洗によってこれを除去する。
工程(h):
モールドの表面に水滴が付着していると、工程(i)の希釈溶液が劣化するため、モールドにエアーを吹き付け、目に見える水滴はほぼ除去する。
工程(i):
希釈用のフッ素系溶媒としては、ハイドロフルオロポリエーテル、パーフルオロヘキサン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオロ−1,3−ジメチルシクロヘキサン、ジクロロペンタフルオロプロパン等が挙げられる。
加水分解性シリル基を有するフッ素化合物の濃度は、希釈溶液(100質量%)中、0.01〜0.5質量%が好ましい。
浸漬時間は、1〜30分が好ましい。
浸漬温度は、0〜50℃が好ましい。
工程(j):
浸漬したモールドを溶液から引き上げる工程では、電動引き上げ機等を用いて、一定速度で引き上げ、引き上げ時の揺動を抑えることが好ましい。これにより塗布ムラを少なくできる。
引き上げ速度は、1〜10mm/secが好ましい。
工程(k):
工程(j)よりも後段にて、モールドを加熱加湿させてもよい。モールドを加熱加湿下に放置することによって、フッ素化合物(離型剤)の加水分解性シリル基が加水分解されてシラノール基が生成し、該シラノール基とモールドの表面の官能基(A)(水酸基等)との反応が十分に進行し、フッ素化合物の定着性が向上する。加湿方法としては、飽和塩水溶液を用いた飽和塩法、水を加熱して加湿する方法、加熱した水蒸気をモールドに直接吹付ける方法等が考えられる。この工程は恒温恒湿器中で行えばよい。
加熱温度は、30〜150℃が好ましい。
加湿条件は、相対湿度60%以上が好ましい。
放置時間は、10分〜7日が好ましい。
工程(l):
必要に応じて、モールドを風乾させてもよく、乾燥機等で強制的に加熱乾燥させてもよい。
乾燥温度は、50〜150℃が好ましい。
乾燥時間は、5〜300分が好ましい。
該条件を満たさない場合、離型剤の定着が不十分となり、離型性が低下する可能性がある。
モールドの表面が離型剤で処理されたことは、モールドの表面の水接触角を測定することによって確認できる。離型剤で処理されたモールドの表面の水接触角は、60゜以上が好ましく、90゜以上がより好ましい。水接触角が 60゜以上であれば、モールドの表面が離型剤で十分に処理され、離型性が良好となる。
<微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法>
本発明の、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法は、ロール状モールドの表面の微細凹凸構造をフィルム本体の表面に転写し、該フィルム本体をロール状モールドから剥離した後、離型剤供給手段によってロール状モールドの表面に離型剤を連続的または断続的に供給し、ついで離型剤乾燥手段によってロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させる方法である。
図1に示す製造装置を用いた、本発明の微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法の具体例を説明する。
表面に微細凹凸構造(図示略)を有し、かつ該表面が離型剤であらかじめ処理されたロール状モールド20と、ロール状モールド20の回転に同期してロール状モールド20の下側半分の表面に沿って移動する帯状のフィルム本体42との間に、タンク22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20と、空気圧シリンダ24によってニップ圧が調整されたニップロール26との間で、フィルム本体42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、フィルム本体42とロール状モールド20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20の微細凹凸構造の凹部内に充填する。
ロール状モールド20の下方に設置された活性エネルギー線照射装置28から、フィルム本体42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20の表面の微細凹凸構造が転写された硬化樹脂層44を形成する。
剥離ロール30により、表面に硬化樹脂層44が形成されたフィルム本体42をロール状モールド20から剥離することによって、図3に示すようなフィルム40を得る。
ついで、フィルム40がロール状モールド20から剥離されてから、つぎにフィルム本体42とロール状モールド20との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が供給されるまでの間に、離型剤供給手段50によってロール状モールド20の表面に離型剤を供給する。ロール状モールド20の表面に供給する離型剤は、前処理に用いられる離型剤と同じものであってもよく、異なる離型剤を用いてもよい。
ついで、ロール状モールド20の表面に離型剤が供給されてから、フィルム本体42とロール状モールド20との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が供給されるまでの間に、離型剤乾燥手段51によってロール状モールド20の表面に供給された離型剤を乾燥させる。
同時に、離型剤回収手段52によって、離型剤供給手段50から空気中に飛散した離型剤を回収し、再利用する。
活性エネルギー線照射装置28からの光照射エネルギー量は、100〜10000mJ/cmが好ましい。
フィルム本体42は、光透過性フィルムである。フィルムの材料としては、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。
離型剤としては、前処理で用いた離型剤と親和性があるものであればよく、モールドの前処理で用いた離型剤と同じものが好ましい。
離型剤回収手段52にて回収した離型剤は、そのまま再利用しても構わないが、精製し不純物を取り除いた上で、再利用する方がより好ましい。
(微細凹凸構造を表面に有するフィルム)
図3は、本発明の製造方法で得られる、微細凹凸構造を表面に有するフィルム40の一例を示す断面図である。
硬化樹脂層44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。
陽極酸化アルミナのモールドを用いた場合のフィルム40の表面の微細凹凸構造は、陽極酸化アルミナの表面の細孔12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突起46を有する。
略円錐形状、角錐形状等の複数の突起46が可視光の波長以下の平均間隔で並んだ、いわゆるモスアイ構造は、空気の屈折率から材料の屈折率へと連続的に屈折率が増大していくことで有効な反射防止の手段となることが知られている。
突起46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突起46を形成した場合、突起46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。
突起46間の平均間隔は、突起46の形成のしやすさの点から、20nm以上が好ましい。
突起46間の平均間隔は、電子顕微鏡観察によって隣接する突起46間の間隔(突起46の中心から隣接する突起46の中心までの距離)を5点測定し、これらの値を平均したものである。
突起46のアスペクト比(突起46の高さ/突起46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。突起46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り、かつ反射率の波長依存性が少ない。突起46のアスペクト比が5.0以下であれば、突起46の耐擦傷性が良好となる。
突起46の高さは、電子顕微鏡によって倍率30000倍で観察したときにおける、突起46の最頂部と、突起46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。
突起46の形状は、高さ方向と直交する方向の突起46の断面積が最頂部から深さ方向に連続的に増加する形状、すなわち、突起46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。
(他の形態)
なお、複数の突起を表面に有するフィルムは、図示例のフィルム40に限定はされない。例えば、複数の突起は、硬化樹脂層を設けることなく、熱インプリント法によってフィルム本体の表面に直接形成されていてもよい。ただし、ロール状モールド20を用いて効率よく複数の突起を形成できる点から、光インプリント法によって形成することが好ましい。
(作用効果)
以上説明した本発明の微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置および製造方法にあっては、ロール状モールドの表面の微細凹凸構造をフィルム本体の表面に転写し、該フィルム本体をロール状モールドから剥離した後、離型剤供給手段によってロール状モールドの表面に離型剤を連続的または断続的に供給しているため、常に、ロール状モールドの表面に離型剤が存在している状態となる。さらに、離型剤乾燥手段によってロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させているため、ロール状モールドの表面に供給された離型剤を確実に定着させることができる。その結果、ロール状モールドの表面の離型性を維持でき、ロール状モールドの表面に樹脂残りを発生させることがなく、特許文献2のような粘着剤による付着樹脂除去手段を設ける必要もない。また、生産を中止して、定期的なロール状モールドのメンテナンスを行う必要もないため、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを安定して生産できる。
また、飛散した離型剤を回収できるため、回収した離型剤を再利用することでコスト低減となり、また、フィルムの表面への飛散した離型剤の付着が抑えられ、フィルムの性能(反射防止性等)への悪影響を抑えることができる。
本発明の製造装置および製造方法で得られた、微細凹凸構造を表面に有するフィルムは、反射防止フィルムとして有用である。
12 細孔(微細凹凸構造)
20 ロール状モールド
40 フィルム
42 フィルム本体
46 突起(微細凹凸構造)
50 離型剤供給手段
51 離型剤乾燥手段
52 離型剤回収手段

Claims (4)

  1. ロール状モールドの表面の微細凹凸構造を、ロール状モールドの回転に同期してロール状モールドの表面の一部に沿って移動する帯状のフィルム本体の表面に転写して、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを製造する装置であって、
    表面に微細凹凸構造を有するロール状モールドと、
    前記ロール状モールドの表面の一部に沿って前記フィルム本体が移動している以外の箇所にて、ロール状モールドの表面に離型剤を供給する離型剤供給手段と、
    ロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させる離型剤乾燥手段と
    を有する、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置。
  2. 前記離型剤供給手段から飛散した離型剤を回収する離型剤回収手段をさらに有する、請求項1に記載の微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造装置。
  3. ロール状モールドの表面の微細凹凸構造を、ロール状モールドの回転に同期してロール状モールドの表面の一部に沿って移動する帯状のフィルム本体の表面に転写して、微細凹凸構造を表面に有するフィルムを製造する方法であって、
    前記ロール状モールドの表面の微細凹凸構造をフィルム本体の表面に転写し、該フィルム本体を前記ロール状モールドから剥離した後、離型剤供給手段によって前記ロール状モールドの表面に離型剤を連続的または断続的に供給し、ついで離型剤乾燥手段によってロール状モールドの表面に供給された離型剤を乾燥させる、微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法。
  4. 前記離型剤供給手段から飛散した離型剤を、離型剤回収手段によって回収する、請求項3に記載の微細凹凸構造を表面に有するフィルムの製造方法。
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