JP2016150451A - 金型 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] 表面に微細凹凸形状が形成されている金型であって、
前記金型の表面の顕微鏡画像を、白黒256階調に変換したときの、全画素の合計面積に対する、平均階調+2σ(標準偏差)以上の画素の合計面積が1.7%以下である金型。
[2] 表面の算術平均粗さRaが0.03μm以上0.5μm以下である[1]に記載の金型。
[3] 表面が金属めっき層である[1]又は[2]に記載の金型。
[4] 表面がクロムめっき層である[1]又は[2]に記載の金型。
[5] [1]〜[4]のいずれかに記載の金型を硬化性樹脂に押し当て、前記硬化性樹脂を硬化した後に、硬化した硬化性樹脂から前記金型を剥がすことによって得られる防眩フィルム。
[6] 透明支持体上に、微細凹凸表面を有する防眩層が形成された防眩フィルムであって、
前記微細凹凸表面の顕微鏡画像を、白黒256階調に変換したときの、全画素の合計面積に対する、平均階調+2σ(標準偏差)以上の画素の合計面積が0.8%以下である防眩フィルム。
[7] 前記防眩層の表面の算術平均粗さRaが0.03μm以上0.5μm以下である[6]に記載の防眩フィルム。
[8] 防眩層が微細凹凸表面を形成するための粒子を含有しない[6]又は[7]に記載の防眩フィルム。
[9] [5]〜[8]のいずれかに記載の防眩フィルムを備える画像表示装置。
本金型の基材の材質は、金属、ガラス、カーボン、樹脂、及びそれらの複合体から適宜選択でき、加工性等の点から、好ましくは金属である。当該金属としては、アルミニウムを含む合金、鉄を含む合金、アルミニウム、及び鉄等が挙げられる。前記アルミニウム又は鉄を含む合金は、アルミニウム又は鉄を主体とする合金であると好ましく、また、アルミニウム又は鉄を50質量%以上含む合金であると好ましい。
なお、表面に微細凹凸形状を有する基材の上に、金属めっきを施すことにより、当該微細凹凸形状が鈍らせられ、また、その表面硬度が高められた金型を得ることができる。この際の凹凸の鈍り具合は、基材の上に形成された凹凸形状の材質、大きさ、深さ等によって異なり、また、金属めっきの材質、厚み等によっても異なるが、鈍り具合を制御する上で最も大きな因子は、金属めっきの厚みである。
まず、基材の表面に第一のめっきを施す。基材の表面に第一のめっきを施すことにより、後の第2めっき工程における金属めっきの密着性や光沢性を向上させることができる。
第一のめっきとしては、銅めっきが好ましい。これは、銅めっきは、被覆性が高く、また平滑化作用が強いことから、基材表面の凹凸や鬆などを埋めて平坦で光沢のある基材表面を形成するためである。これらの銅めっきの特性によって、後述する第2めっき工程において金属めっきを施したとしても、基材に存在していた凹凸や鬆に起因すると思われる金属めっき表面の荒れが解消され、また、銅めっきの被覆性の高さから、細かいクラックの発生が低減される。
続く研磨工程では、第1のめっきが施された基材表面を研磨する。研磨工程を経ることで、第1のめっきが施された基材表面を鏡面に近い状態に研磨することが好ましい。これは、基材となる金属板や金属ロールには、所望の精度にするために、切削や研削などの機械加工が施されていることが多く、それにより基材表面に加工目が残っており、第一のめっきが施された状態でも、それらの加工目が残ることがあるためである。このような加工目などが残った表面に、後述する工程を施したとしても、各工程を施した後に形成される凹凸よりも加工目などの凹凸の方が深いことがあり、加工目などの影響が残る可能性があり、そのような金型を用いて防眩フィルムを製造した場合には、光学特性に予期できない影響を及ぼすことがある。
図2(a)は、平板状の基材7が、第1めっき工程において銅めっきをその表面に施され(当該工程で形成した銅めっきの層については図示せず)、さらに研磨工程によって鏡面研磨された表面8を有するようにされた状態を模式的に示している。
続く感光性樹脂膜形成工程では、研磨工程によって鏡面研磨を施した基材7の表面8に、感光性樹脂を溶媒に溶解した溶液を塗布し、加熱・乾燥することにより、感光性樹脂膜を形成する。図2(b)は、基材7の表面8に感光性樹脂膜9が形成された状態を模式的に示している。
続く露光工程では、凹凸形状のパターンを、上述した感光性樹脂膜形成工程で形成された感光性樹脂膜9上に露光する。露光工程に用いる光源は塗布された感光性樹脂の感光波長や感度等に合わせて適宜選択すればよく、高圧水銀灯のg線(波長:436nm)、高圧水銀灯のh線(波長:405nm)、高圧水銀灯のi線(波長:365nm)、半導体レーザ(波長:830nm、532nm、488nm、405nmなど)、YAGレーザ(波長:1064nm)、KrFエキシマーレーザ(波長:248nm)、ArFエキシマーレーザ(波長:193nm)、F2エキシマーレーザ(波長:157nm)等を用いることができる。
現像工程においては、感光性樹脂膜9にネガ型の感光性樹脂を用いた場合には、露光されていない領域11は現像液によって溶解され、露光された領域10のみ金型用基材上に残存し、続く第1エッチング工程においてマスクとして作用する。一方、感光性樹脂膜9にポジ型の感光性樹脂を用いた場合には、露光された領域10のみ現像液によって溶解され、露光されていない領域11が金型用基材上に残存して、続く第1エッチング工程におけるマスクとして作用する。
続く第1エッチング工程では、現像工程後に基材表面上に残存した感光性樹脂膜をマスクとして用いて、主にマスクの無い箇所の基材の第1めっきが施された表面をエッチングする。
続く感光性樹脂膜剥離工程では、第1エッチング工程でマスクとして使用した残存する感光性樹脂膜を全て除去する。感光性樹脂膜剥離工程では、通常、剥離液を用いて感光性樹脂膜を溶解除去する。剥離液としては、上述した現像液と同様のものを用いることができ、pH、温度、濃度、及び浸漬時間などを変化させることによって、ネガ型の感光性樹脂膜を用いた場合には露光部の、ポジ型の感光性樹脂膜を用いた場合には非露光部の感光性樹脂膜を全て除去する。感光性樹脂膜剥離工程における剥離方法についても特に制限されず、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、又は超音波現像等の方法を用いることができる。
第2エッチング工程では、感光性樹脂膜をマスクとして用いた第1エッチング工程によって形成された第1の表面凹凸形状15を、エッチング処理によって鈍らせる。この第2エッチング処理によって、第1エッチング処理で形成された第1の表面凹凸形状15における表面傾斜が急峻な部分がなくなり、得られた金型を用いて製造される防眩フィルムの光学特性が好ましい方向へと変化する。図3(c)には、第2エッチング処理によって基材7の第1の表面凹凸形状15が鈍化し、表面傾斜が急峻な部分が鈍らされ、緩やかな表面傾斜を有する第2の表面凹凸形状16が形成された状態が示されている。
第2のめっきを施すことによって、第2の表面凹凸形状16を鈍らせるとともに、金型表面を保護する。図3(d)には、上述したように第2エッチング工程のエッチング処理によって形成された第2の表面凹凸形状16に金属めっき層17を形成し、金属めっき層の表面18を鈍らせた状態が示されている。
金属めっきは好ましくは、クロムめっきである。クロムめっきに使用されるクロムめっき浴としては、例えば、無水クロム酸(CrO3)と少量の硫酸を含む水溶液が挙げられる。
金属めっきが施された表面に微細な凹凸形状を有する金型の表面を研磨処理することで、微細突起を研磨する。研磨処理工程における研磨は、通常、ブラスト研磨又はラッピング研磨によって行なう。研磨処理の方法によっては、微細突起と共に、金型の表面に存在する凹凸形状のパターンも共に研磨してしまい、表面に微細な凹凸形状を有する金型としての機能を失う虞があるが、特に、ブラスト研磨又はラッピング研磨によって研磨することによって、容易に、凹凸形状のパターンを維持しつつ微小突起を研磨することができる。
本金型の表面の微細凹凸形状を硬化性樹脂に押し当て、前記硬化性樹脂を硬化した後に、微細凹凸形状が転写された硬化した硬化性樹脂(防眩層)を、本金型から剥がすエンボス法によって防眩フィルムを製造することができる。
本発明における透明支持体上に、微細凹凸表面を有する防眩層が形成された防眩フィルムの、前記微細凹凸表面の顕微鏡画像を、白黒256階調に変換したときの、全画素の合計面積に対する、平均階調+2σ(標準偏差)以上の画素の合計面積の割合は、通常0.8%以下であり、好ましくは0.6%以下である。また、通常0.001%以上であり、0.1%以上であってもよい。
防眩フィルムが有する防眩層の表面に形成されている微細凹凸は、算術平均粗さRa、最大断面高さRt及び平均長さRSmによって評価することができる。当該Ra、Rt及びRSmは、JIS B 0601の規定に準拠して求めることができる。
定されるものではない。
(光学フィルム製造用の金型作製)
直径200mmのアルミロール(JISによるA5056)の表面に銅バラードめっきが施されたものを用意した。銅バラードめっきは、銅めっき層/薄い銀めっき層/表面銅めっき層からなるものであり、めっき層全体の厚みは、約200μmとなるように設定した。その銅めっき表面を鏡面研磨し、研磨された銅めっき表面に感光性樹脂を塗布、乾燥して感光性樹脂膜を形成した。ついで、図1に示すパターン(ランダムな明度分布を有するパターンから、特定の空間周波数範囲の成分を除去するバンドパスフィルターを通過させて作成した)を繰り返し並べたパターンを感光性樹脂膜上にレーザ光によって露光し、現像した。レーザ光による露光、および現像はLaser Stream FX((株)シンク・ラボラトリー製)を用いて行った。感光性樹脂膜にはポジ型の感光性樹脂を使用した。図1は、本発明の防眩フィルムを作製するために用いたパターンである画像データの一部(1mm×1mm)を表わした図である。図1に示したパターンである画像データは33mm×33mmの大きさで、12800dpiで作成した。
以下の各成分が酢酸エチルに固形分濃度60%で溶解されており、硬化後に1.53の屈折率を示す紫外線硬化性樹脂組成物Aを入手した。
多官能ウレタン化アクリレート 40部
(ヘキサメチレンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートの反応生成物)
ジフェニル(2,4,6−トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド 5部。
金型のクロムめっき表面を、弾性研磨材によるブラスト研磨を行わず、平均粒子直径が80nmのコロイダルシリカ(コンポール80;フジミインコーポレーテッド社製)を水に分散させてスラリーを作製し、得られたスラリーを用いてラッピング研磨したこと以外は実施例1と同様にして金型2および光学フィルム2を作製した。
金型のクロムめっき表面を、弾性研磨材によるブラスト研磨を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして金型3および光学フィルム3を作製した。
以上のようにして得られた金型1〜3及び光学フィルム1〜3を以下の方法で評価した。結果を表1に示す。
各金型の表面をマイクロスコープ(DS−3UX、マイクロスクェア社製)で、倍率200倍にて撮影した。また、各光学フィルムの裏面からの反射を防止するために、凹凸面が表面となるように黒色アクリル樹脂板にフィルムを貼合し、各光学フィルムの表面をマイクロスコープ(DS−3UX、マイクロスクェア社製)で、倍率200倍にて撮影した。
この際の画像ビュワーソフト(CamViewLT)の設定は、以下のとおりである。
図6は、実施例2の金型の顕微鏡画像である。図7は図6の画像を白黒256階調化(0〜255)した画像である。全画素の合計面積(全画素数)に対する、平均階調+2σ以上の階調の合計面積(画素数)は、1.1%であった。
図8は比較例1の金型の顕微鏡画像である。図9は図8の画像を白黒256階調化(0〜255)した画像である。全画素の合計面積(全画素数)に対する、平均階調+2σ以上の階調の合計面積(画素数)は、1.8%であった。
図12は、実施例2の光学フィルムの顕微鏡画像である。図13は図12の画像を白黒256階調化(0〜255)した画像である。全画素の合計面積(全画素数)に対する、平均階調+2σ以上の階調の合計面積(画素数)は、0.5%であった。
図14は比較例1の光学フィルムの顕微鏡画像である。図15は図14の画像を白黒256階調化(0〜255)した画像である。全画素の合計面積(全画素数)に対する、平均階調+2σ以上の階調の合計面積(画素数)は、0.9%であった。
サーチライト(ポラリオン社製PS−X1)を用い、金型表面の凹凸面のムラを目視にて観察し、以下の基準で評価した。ムラがほぼ確認されない場合をA、ムラがわずかに確認される場合をB、ムラが多く確認される場合をCとした。
光学フィルムの裏面からの反射を防止するために、凹凸面が表面となるように黒色アクリル樹脂板にフィルムを貼合し、サーチライト(ポラリオン社製PS−X1)を用いムラを目視にて観察し、以下の基準で評価した。ムラがほぼ確認されない場合をA、ムラがわずかに確認される場合をB、ムラが多く確認される場合をCとした。
JIS B 0601に準拠した(株)ミツトヨ製の表面粗さ測定機サーフテストSJ−301を用いて、金型1〜3及び光学フィルム1〜3の算術平均粗さRaを測定した。光学フィルム1〜3については、サンプルの反りを防止するため、光学的に透明な粘着剤を用いて凹凸面が表面となるようにガラス基板に貼合してから、測定に供した。
8 研磨工程によって研磨された基材の表面
9 感光性樹脂膜
10 露光された領域
11 露光されていない領域
12 マスク
13 マスクの無い領域
15 第1の表面凹凸形状(第1エッチング工程後の金型用基材表面の凹凸形状)
16 第2の表面凹凸形状(第2エッチング工程後の金型用基材表面の凹凸形状)
17 クロムめっき層
18 クロムめっき層の表面
Claims (9)
- 表面に微細凹凸形状が形成されている金型であって、
前記金型の表面の顕微鏡画像を、白黒256階調に変換したときの、全画素の合計面積に対する、平均階調+2σ(標準偏差)以上の画素の合計面積が1.7%以下である金型。 - 表面の算術平均粗さRaが0.03μm以上0.5μm以下である請求項1に記載の金型。
- 表面が金属めっき層である請求項1又は2に記載の金型。
- 表面がクロムめっき層である請求項1又は2に記載の金型。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の金型を硬化性樹脂に押し当て、前記硬化性樹脂を硬化した後に、硬化した硬化性樹脂から前記金型を剥がすことによって得られる防眩フィルム。
- 透明支持体上に、微細凹凸表面を有する防眩層が形成された防眩フィルムであって、
前記微細凹凸表面の顕微鏡画像を、白黒256階調に変換したときの、全画素の合計面積に対する、平均階調+2σ(標準偏差)以上の画素の合計面積が0.8%以下である防眩フィルム。 - 前記防眩層の表面の算術平均粗さRaが0.03μm以上0.5μm以下である請求項6に記載の防眩フィルム。
- 防眩層が微細凹凸表面を形成するための微粒子を含有しない請求項6又は7に記載の防眩フィルム。
- 請求項5〜8のいずれかに記載の防眩フィルムを備える画像表示装置。
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