JP3237085B2 - ガラスを基板とする成形品 - Google Patents

ガラスを基板とする成形品

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JP3237085B2
JP3237085B2 JP30001392A JP30001392A JP3237085B2 JP 3237085 B2 JP3237085 B2 JP 3237085B2 JP 30001392 A JP30001392 A JP 30001392A JP 30001392 A JP30001392 A JP 30001392A JP 3237085 B2 JP3237085 B2 JP 3237085B2
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豪 堀田
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H1/0276Replicating a master hologram without interference recording
    • G03H2001/0284Replicating a master hologram without interference recording by moulding

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  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガラスを基板とする成
形品に関し、特に、光ディスク、光磁気ディスクの凹凸
パターンやホログラムレンズ等の光学素子に代表される
ガラスを基板とする成形品の層構成に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】光ディスク、光磁気ディスクの凹凸パタ
ーンやホログラムレンズ等の光学素子のレリーフを成形
する方法として、従来、射出成形、プレス法等がよく知
られているが、ガラス基板のように平滑で割れやすい基
板上に凹凸パターンを形成することは困難である。
【0003】ところで、PhtoPolymerization(2P)法
は、基板上に凹凸パターンを形成する有効な方法として
知られている。この方法は、図2に概略の工程を示すよ
うに、凹凸状パターンの形成されたスタンパ1(図
(a))上に、図(b)に示すように硬化性樹脂組成物
2を滴下し、図(c)、図(d)に示すように、基材3
を上記樹脂2上に積置し、押圧する。次いで、図(e)
に示すような状態で基材3側から紫外線等の電離性放射
線を照射して樹脂2を硬化させ、一体化した樹脂2層と
基材3とをスタンパ1側から剥離し、図(f)に示すよ
うな成形品4を複製する方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えばこの2
Pにおいて、ガラス基板と良好に接着する層構成は知ら
れていない。一般に、組成物のガラス転移点(Tg )が
低いと、基板とは接着しやすくなるが、耐熱性が悪くな
り、製品としては適切でない。
【0005】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ガラス基板上に紫外線硬化性
樹脂等からなる成形品を一体に構成する場合に、ガラス
基板と樹脂層との接着性を良好にして剥離せずに変質も
しないようにすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明について、以下に詳しく説明する。本発明は、図1の
工程図に示すように、表面に凹凸を有するスタンパ1と
ガラス基材3との間に液状の紫外線又は電子線硬化性樹
脂組成物2を充填し、上記硬化性樹脂組成物2を基材3
側又はスタンパ1側から紫外線又は電子線を照射して硬
化させた後、上記スタンパ1を剥離させてなる成形品4
であって、上記硬化性樹脂組成物2が、一部あるいは全
部が極性の強いモノマー、オリゴマーあるいは光開始剤
等からなっていることを特徴とする。
【0007】本発明において、紫外線により樹脂2を硬
化させる場合は、基材3又はスダンパ1の何れか一方が
透明で紫外線を透過させるものであればよい。電子線に
より硬化させる場合は、何れも透過性である必要はな
い。
【0008】基材3に用いるガラスとしては、ソーダガ
ラス、石英ガラス、硼珪酸ガラス、クラウンガラス等が
よく、厚みには依存しないが、薄すぎると、スタンパ1
との剥離時に割れることが多いため、0.5mm以上の
厚さが好ましい。
【0009】本発明に用いられる樹脂2としては、一般
的な紫外線硬化型、電子線硬化型樹脂(モノマー、オリ
ゴマーあるいは光開始剤からなる。)に極性が強く、低
粘度であるN−ビニル−2−ピロリドン、テトラヒドロ
フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリルメタ
クリレート等を添加したもの、あるいは、樹脂全体が上
記の極性が強い樹脂からなるものがある。その際、樹脂
2は低粘度である方が気泡が混入し難く、欠陥率が低
く、歩留りの高い複製ができるので好ましい。
【0010】また、オリゴマーとしてはTg が40℃以
上と高いものが望ましく、例えば、 オリゴエステルアクリレート 東亜合成(株)製 アロ
ニックスM−6300 Tg =44℃ オリゴエステルアクリレート 東亜合成(株)製 アロ
ニックスM−8030 Tg =41℃ オリゴエステルアクリレート 東亜合成(株)製 アロ
ニックスM−8060 Tg =45℃ 等が好適に使用できる。
【0011】光開始剤としては、一般に市販されている
ものでよく、例えば、以下のものがある。
【0012】ベンジル、ベンゾインエチルエーテル、ベ
ンゾフェノン、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−ヒドロキシ−
2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、テト
ラ(t−ブチルパ−オキシカルボニル)ベンゾフェノ
ン。
【0013】また、ガラス3と上記電離性放射線硬化性
組成物の層2との密着性をさらに向上させるために、シ
ランカップリング剤5を用いることが望ましい。このシ
ランカップリング剤としては、ビニルシラン、アクリル
シラン、エポキシシラン、アミノシラン等があり、この
中でも、アクリルシランが好ましい。アクリルシランは
アクリル基を有しているため、電離性放射線硬化性組成
物2のアクリル部と密着しやすい。
【0014】これらシランカップリング剤をイソプロピ
ルアルコール等の溶媒に0.1から2wt%程度、好ま
しくは、0.3〜0.7wt%で希釈し、スピンコーテ
ィング、ディップコーティング等により薄膜(数〜数十
Å)を形成し、110〜120℃で30〜60分のベー
クを施してガラス3と接着させる。
【0015】このシランカップリング層上に、図1の2
P法により、上記電離性放射線硬化性樹脂組成物層を形
成すると、耐熱、耐湿度、サイクルテストによって剥離
しない良好なガラスを基板とする成形品4が得られる。
【0016】すなわち、本発明のガラスを基板とする成
形品は、ガラス基板とその上の電離性放射線硬化性化合
物を含む電離性放射線硬化性樹脂組成物からなる成形体
とからなるガラスを基板とする成形品において、前記電
離性放射線硬化性化合物がN−ビニル−2−ピロリド
ン、テトラヒドロフルフリルアクリレート又はテトラヒ
ドロフルフリルメタクリレートからなり、かつ、前記電
離性放射線硬化性樹脂組成物の層とガラス基板との間に
シランカップリング剤の層を有し、前記電離性放射線硬
化性樹脂組成物がガラス転移温度40℃以上のオリゴマ
ーを含むことを特徴とするものである。
【0017】この場合、成形体はレリーフ形状のもので
よく、例えばレリーフホログラムである。レリーフホロ
グラムの場合、例えば、その溝の断面形状が矩形のもの
であり、その溝の深さが0.7〜1.0μmであるも
の、そのピッチに対する凸部の幅の比が0.4〜0.6
であるものがあげられる。
【0018】なお、シランカップリング剤として、例え
ば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを
主成分とするものが望ましい。そして、電離性放射線硬
化性樹脂組成物は、通常、モノマー、オリゴマー、光開
始剤を含む紫外線硬化タイプのもの、又は、モノマー、
オリゴマーを含む電子線硬化タイプのものからなる。
【0019】
【作用】本発明においては、ガラス基板の上にN−ビニ
ル−2−ピロリドン、テトラヒドロフルフリルアクリレ
ート又はテトラヒドロフルフリルメタクリレートからな
る電離性放射線硬化性化合物を含む電離性放射線硬化性
樹脂組成物の成形体が設けられ、この電離性放射線硬化
性樹脂組成物の層とガラス基板との間にシランカップリ
ング剤の層を有し、前記電離性放射線硬化性樹脂組成物
がガラス転移温度40℃以上のオリゴマーを含むので、
温度変化、湿度変化等の環境変化によっても容易に剥離
せず変質もせず劣化もしない良好な成形品が得られる。
【0020】
【実施例】以下、本発明のガラスを基板とする成形品の
実施例と比較例について説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。 〔実施例1〕図1は、本発明の成形品の製造工程を説明
するための図であり、1はスタンパ、2は硬化性樹脂組
成物、3はガラス基材、4は成形品、5はシランカップ
リング剤層を示す。
【0021】図1(a)に示すように、1.35mm
厚、20cm角のソーダガラスを基材3とし、この表面
をγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを
(信越シリコーン(株)製 KBM503)で処理し
た。そのために、まず、KBM503をイソプロピルア
ルコールに溶解して0.5wt%溶液とした。次いで、
ガラス基材3上に30秒、1000rpmでスピンコー
トし、120℃で30分間ベークして、ガラス3とKB
M503を密着させ、同図(b)に示すようなシランカ
ップリング剤層5を基材3上に形成した。
【0022】次に、N−ビニル−2−ピロリドン20重
量部、ジシクロペンテニルアクリレート(日立化成
(株)製 FA−511A)25重量部、オリゴエステ
ルアクリレート(東亜合成(株)製 M−8060)5
2重量部、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン(チバガイギー社製 Irg184)3重量部とから
なる紫外線硬化性樹脂組成物2を処方し、同図(c)に
示すように、基材3のシランカップリング剤層5上に適
下し、その上に同図(d)に示すように、ホログラフィ
ック光学素子のパターンを有するNiスタンパ1を上か
ら設置した。次いで、6kg/cm2 の圧力でNiスタ
ンパ1上に圧力を加え、同図(e)に示すように、組成
物2をNiスタンパ1のパターン領域以上に広げた。さ
らに、超高圧水銀ランプの365nm輝線を基材3側か
ら150mJ/cm2 照射し、紫外線硬化性樹脂組成物
2を硬化させた。
【0023】Niスタンパ1を剥離後、同図(f)に示
すようなガラス基板付きの良好なホログラフィック光学
素子4が得られた。同一スタンパ1から1時間に30枚
の同仕様の光学素子4が得られた。
【0024】また、この素子4は、60℃と−20℃の
サイクルテスト(10サイクル)、40℃、90%の耐
候テスト2000時間後も、変質や剥離のない密着の良
好なものであった。
【0025】〔実施例2〕実施例1と同様な硬化性樹脂
組成物2であって、光開始剤である1−ヒドロキシシク
ロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー社製 Irg
184)を含まない組成物2を用い、実施例1と同じ工
程で、紫外線の代わりに電子線を10メガrad照射し
た。得られたガラス基板付きのホログラフィック光学素
子4は、実施例1で得られたものと同程度の性質を有し
ていた。
【0026】〔比較例1〕実施例1の硬化性樹脂組成物
であって、その中にN−ビニル−2−ピロリドンを含ま
ないものからなる硬化物は、シランカップリング処理し
たガラス基材にも密着せず、粘着テープ剥離テストで容
易に剥離してしまった。
【0027】〔比較例2〕実施例1において、図1
(b)の基材3表面にシランカップリング剤層5を設け
る工程を省き、以下実施例1と同様に複製したものは、
硬化物層2がガラス基材3から容易に剥離してしまっ
た。
【0028】〔比較例3〕 実施例1の硬化性樹脂組成
物であって、オリゴマーであるオリゴエステルアクリレ
ート(東亜合成(株)製 M−8060)の代わりに、
オリゴエステルアクリレート(東亜合成(株)製 アロ
ニックスM−6100、Tg =29℃)を用いた場合
は、40℃、90%の耐候テスト後にパターン形状が劣
化し、ホログラフィック光学素子としての回折効率が激
減し、不適切だった。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のガラスを基板とする成形品によると、ガラス基板の上
にN−ビニル−2−ピロリドン、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート又はテトラヒドロフルフリルメタクリレ
ートからなる電離性放射線硬化性化合物を含む電離性放
射線硬化性樹脂組成物の成形体が設けられ、この電離性
放射線硬化性樹脂組成物の層とガラス基板との間にシラ
ンカップリング剤の層を有するので、温度変化、湿度変
化等の環境変化によっても容易に剥離せず変質もせず劣
化もしない良好な成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のガラスを基板とする成形品の製造工程
を説明するための図である。
【図2】従来の2P法の概略の工程を示す図である。
【符号の説明】
1…スタンパ 2…硬化性樹脂組成物 3…ガラス基材 4…成形品 5…シランカップリング剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−137236(JP,A) 特開 平4−1944(JP,A) 特開 平3−165339(JP,A) 特開 平2−289941(JP,A) 特開 平2−247841(JP,A) 特開 平1−248335(JP,A) 特開 昭62−151413(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス基板とその上の電離性放射線硬化
    性化合物を含む電離性放射線硬化性樹脂組成物からなる
    成形体とからなるガラスを基板とする成形品において、
    前記電離性放射線硬化性化合物がN−ビニル−2−ピロ
    リドン、テトラヒドロフルフリルアクリレート又はテト
    ラヒドロフルフリルメタクリレートからなり、かつ、前
    記電離性放射線硬化性樹脂組成物の層とガラス基板との
    間にシランカップリング剤の層を有し、前記電離性放射
    線硬化性樹脂組成物がガラス転移温度40℃以上のオリ
    ゴマーを含むことを特徴とするガラスを基板とする成形
    品。
  2. 【請求項2】 前記成形体がレリーフホログラムである
    ことを特徴とする請求項記載のガラスを基板とする成
    形品。
  3. 【請求項3】 前記レリーフホログラムの溝の断面形状
    が矩形のものであり、その溝の深さが0.7〜1.0μ
    mであることを特徴とする請求項記載のガラスを基板
    とする成形品。
  4. 【請求項4】 前記レリーフホログラムの溝の断面形状
    が矩形のものであり、そのピッチに対する凸部の幅の比
    が0.4〜0.6であることを特徴とする請求項記載
    のガラスを基板とする成形品。
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US08/859,910 US6033810A (en) 1992-11-10 1997-05-21 Molded articles using glass as substrate, such as holographic optical element, optical reflector and encoder, and method of producing these articles

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