JP5699218B2 - インプリントモールド固定用粘着シート、インプリント装置およびインプリント方法 - Google Patents
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Description
基材と、基材の片面に設けられた粘着剤層(A)と、基材のもう一方の面に設けられた粘着剤層(B)とを有し、
粘着剤層(A)はインプリント装置の圧力印加部に貼着するために用いられ、粘着剤層(B)はインプリントモールドに貼着するために用いられ、
粘着剤層(B)の23℃における粘着力>粘着剤層(A)の23℃における粘着力であり、
粘着剤層(A)は、23℃における粘着力が1〜10N/25mmであり、かつ80℃、湿度65%で7時間放置後の粘着力が1〜30N/25mmであり、粘着剤層(B)は、23℃における粘着力が3〜30N/25mmであることを特徴とするインプリントモールド固定用粘着シート。
前記被転写体に直接接触する前記インプリントモールドと、圧力が加えられる圧力印加部との間を、[1]〜[11]のいずれかに記載のインプリントモールド固定用粘着シートで一体的に固定するにあたり、
前記粘着シートの基材の前記インプリントモールド側に粘着剤層(B)が位置し、この基材の圧力印加部側に粘着剤層(A)が位置することを特徴とするインプリント装置。
基材と、基材の片面に設けられた粘着剤層(A)と、基材のもう一方の面に設けられた粘着剤層(B)とを有し、
粘着剤層(A)はインプリント装置の圧力印加部に貼着するために用いられ、粘着剤層(B)はインプリントモールドに貼着するために用いられ、
粘着剤層(B)の23℃における粘着力>粘着剤層(A)の23℃における粘着力であり、
粘着剤層(A)が、23℃における粘着力が1〜10N/25mmであり、かつ80℃、湿度65%で7時間放置後の粘着力が1〜30N/25mmであり、粘着剤層(B)が、23℃における粘着力が3〜30N/25mmであることを特徴とするインプリントモールド固定用粘着シートである。
上記粘着剤層(A)は、インプリント装置の圧力印加部に貼着するために用いられる。
(i)粘着剤層(A)に用いられる粘着剤として粘着力の弱い粘着剤を使用する方法、
(ii)粘着剤層(A)に用いられる粘着剤の重量平均分子量を調整する方法、
(iii)粘着剤層(A)に用いられる粘着剤としてアクリル−シリコーン系共重合体を用いる方法、
(iv)粘着剤層(A)のゲル分率を調整する方法、
(v)粘着剤層(A)にシリコーンオイルを含有させる方法が挙げられる。これらの方法は、単独で行っても、組み合わせて行ってもよい。
粘着剤層(A)に用いられる粘着剤として粘着力の弱い粘着剤とすることで粘着剤層(A)の粘着力および剥離力を上記範囲に調整することができる。粘着力の弱い粘着剤とは、粘着力が1〜10N/25mmである粘着剤をいう。
粘着剤の重量平均分子量を80万〜180万、好ましくは100万〜150万とすることにより粘着剤層(A)の粘着力および剥離力を上記範囲に調整することができる。
粘着剤層(A)に用いられる粘着剤としてアクリル−シリコーン系共重合体を用いることで、粘着剤層(A)の粘着力および剥離力を上記範囲に調整することができる。
粘着剤層(A)のゲル分率を調整することで、粘着剤層(A)の粘着力および剥離力を上記範囲に調整することができる。
粘着剤層(A)にシリコーンオイルを含有させることで、粘着剤層(A)の粘着力および剥離力を上記範囲に調整することができる。
粘着剤層(B)はインプリントモールドに貼着するために用いられる。
粘着シートを構成する基材としては、樹脂製フィルム、紙、金属箔、布、不織布などを用いることができる。
本発明で用いる基材としては、ハンドリング性の観点から樹脂製フィルムが好ましく、耐熱性、材料入手性の観点からポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。また、樹脂製フィルムは、コロナ処理およびプライマー処理など粘着剤層との密着性を向上させる処理を施されてもよい。
本発明の粘着シートは、基材、基材の片面に設けられた粘着剤層(A)、基材のもう一方の面に設けられた粘着剤層(B)とを有する。粘着剤層(A)の厚さは通常10〜50μmであり、15〜40μmが好ましい。粘着剤層(B)の厚さは通常10〜50μmであり、15〜40μmが好ましい。基材の厚さは、通常10〜150μmであり、10〜100μmが好ましい。
粘着シートの製造方法は、特に限定されないが、以下のように行うことができる。
インプリント装置とは、被転写体に、微細なパターンが形成されたインプリントモールドを押し付けて該インプリントモールドの前記パターン形状を前記被転写体に転写する装置のことをいう。
実施例および比較例で得られたインプリントモールド固定用粘着シートそれぞれについて、粘着剤層(a−1)〜(a−20)を、20kgの転写ローラーを用いて樹脂製インプリントモールド(使用したモールドの周期300nm、パターンの高さ150nm)にラミネートした。そして、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドを得た。
上記インプリント装置のロールを1.0MPaでレキサンフィルム(転写領域:幅210mm 長さ420m )に押しつけ、転写樹脂PAK−02(東洋合成社製)が均一に塗布できる状態でラインを動かした(送り速度1m/秒 東芝機械社製)。その後、ラインを動かしながら紫外線照射(50mW/cm2)を連続的に行い、樹脂を硬化させながら7時間連続のロールインプリント(ロール表面温度が60〜80℃(赤外線放射温度計AD-5617WP エー・アンド・デイ社製で測定))を行い、60mの成型フィルムを得た。その後、樹脂製インプリントモールドをロールから外した。
23℃における粘着力および80℃湿度65%で7時間放置後の粘着力をJISZ0237に従って引張角度90°で剥離速度300mm/minにおける値を測定した。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて、標準ポリスチレン換算による重量平均分子量(Mw)を求めた。
測定条件
装置:HLC-8120GPC(東ソー(株)製)
カラム:以下の五連カラムを用いた。
TSK-GEL G7000HXL(東ソー(株)製)
TSK-GEL GMHXL(東ソー(株)製)
TSK-GEL GMHXL(東ソー(株)製)
TSK-GEL G2500HXL(東ソー(株)製)
サンプル濃度:1.0mg/cm3となるようにテトラヒドロフランで希釈
移動相溶媒:テトラヒドロフラン
流速:1.0cm3/分
カラム温度:40℃
<ゲル分率>
23℃で7日間熟成後の粘着剤組成物約0.1g(採取重量)をサンプリング瓶に採取し、酢酸エチル30ccを加えて4時間振盪した後、このサンプル瓶の内容物を200メッシュのステンレス製金網で濾過し、金網上の残留物を100℃で2時間乾燥して乾燥重量を測定し、次式により求めた。
ロールインプリント時のインプリントモールドのはがれは、目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:インプリント操作中、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドが、ロールから剥離しない。
×:インプリント操作中、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドが、ロールから剥離する。
ロールインプリント時のインプリントモールドのズレは、目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:インプリント操作中、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドのロール表面上の位置がずれない。
×:インプリント操作中、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドのロール表面上の位置がずれる。
ロールインプリント後の糊残りは、目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:インプリント操作後、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドをロールから剥離した際に、ロール表面に粘着剤が残留しない。
×:インプリント操作後、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドをロールから剥離した際に、ロール表面に粘着剤が残留した。
7時間連続ロールインプリント後および14時間連続ロールインプリント後に、インプリントモールド固定用粘着シートラミネート済み樹脂製インプリントモールドをロールから剥離し、ロール面と接していた粘着剤層の状態を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○:粘着剤層の状態に変化はない。
△:粘着剤層がやや脆性化している。
×:粘着剤層が脆性化している。
ビーカーに粘着剤(商品名SKダイン1473H 綜研化学社製)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(商品名L−45 綜研化学社製)を0.77g(固形分量)加え、よく混合しPETセパレーター(商品名MRF38、三菱樹脂社製)の上に塗工し90℃、3分間乾燥させ、粘着剤層(a−1)を製造した。同様に、ビーカーに粘着剤(商品名SKダイン1882 綜研化学社製)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(L−45)を0.55g(固形分量)、エポキシ系硬化剤(商品名E−5XM 綜研化学社製)0.016g(固形分量)を加え、よく混合しPETセパレーター(MRF38)の上に塗工し90℃3分間乾燥させ、粘着剤層(b−1)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38 東レ社製)の片面に粘着剤層(a−1)をラミネートし、もう一方の面に粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
ビーカーに粘着剤(商品名SKダイン1473H)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(L−45)を0.77g(固形分量)加え、よく混合しPETセパレーター(MRF38)の上に塗工し90℃、3分間乾燥させ、粘着剤層(a−2)を製造した。同様に、ビーカーに粘着剤(SKダイン1882)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(L−45)を0.55g(固形分量)、エポキシ系硬化剤(E−5XM)を0.016g(固形分量)、光吸収剤(商品名TINUVIN 109、チバ社製)を3.0g(固形分量)、光安定剤(商品名TINUVIN 123、チバ社製)を3.0g(固形分量)加え、よく混合しPETセパレーター(MRF38)の上に塗工し90℃3分間乾燥させ、粘着剤層(b−2)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−2)をラミネートし、もう一方の面に粘着剤層(b−2)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
ビーカーに粘着剤(SKダイン1882)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(L−45)を0.55g(固形分量)、エポキシ系硬化剤(E−5XM)を0.032g(固形分量)加え、よく混合しPETセパレーター(MRF38)の上に塗工し90℃、3分間乾燥させ、粘着剤層(a−3)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−3)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
ビーカーに粘着剤(SKダイン1882)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(L−45)を0.55g(固形分量)、エポキシ系硬化剤(E−5XM)を0.016g(固形分量)、硬化促進剤であるジオクチルスズビスイソオクチルチオグリコレート(商品名ネオスタンU−860、日東化成社製)を0.1g加え、よく混合しPETセパレーター(MRF38)の上に塗工し90℃、3分間乾燥させ、粘着剤層(a−4)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−4)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
ビーカーに粘着剤(SKダイン1882)を100g(固形分量)、イソシアネート系硬化剤(L−45)を0.55g(固形分量)、エポキシ系硬化剤(E−5XM)を0.016g(固形分量)、シリコーンオイル(商品名KF−96−10cs、信越シリコン社製)を5.0g加え、よく混合しPETセパレーター(MRF38)の上に塗工し90℃、3分間乾燥させ、粘着剤層(a−5)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−5)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ブチルアクリレート 96重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート 3.5重量部、アクリル酸 0.5重量部、酢酸エチル150重量部を加えた。その後、フラスコ内に窒素ガスを導入(0.3L/分)しながらフラスコの内容物を80℃にし、開始剤ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名V-601、和光純薬社製)を0.05重量部加え、70℃で6.0時間保持した。その後、窒素ガスを止め、酢酸エチル150重量部を加え、温度を下げることで反応を終了させ粘着剤1882HHを得た。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ブチルアクリレート 91重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート 3.5重量部、アクリル酸0.5重量部、シリコーンマクロマー(商品名サイラプレーンFM−0711、分子量1000、JNC社製)5重量部、酢酸エチル150重量部を加えた。その後、フラスコ内に窒素ガスを導入(0.3L/分)しながらフラスコの内容物を80℃にし、開始剤(V−601)を0.05重量部加え、70℃で6時間保持した。その後、窒素ガスを止め、酢酸エチル150重量部を加え、温度を下げることで反応を終了させ粘着剤1882Siを得た。
実施例1において、SKダイン1473Hの代わりにSKダイン1439U(綜研化学社製)を用い、硬化剤をエポキシ系硬化剤(商品名E−50C 綜研化学社製)0.15g(固形分量)にして粘着剤層(a−8)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−8)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
実施例1において、SKダイン1473Hの代わりにSKダイン1676(綜研化学社製)を用い、硬化剤を(L−45)1.2g(固形分量)にして粘着剤層(a−9)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−9)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
イソシアネート系硬化剤(L−45)の量を6.50g(固形分量)とした以外は、実施例1の粘着剤層(a−1)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−10)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−10)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
イソシアネート系硬化剤(L−45)の量を0.05g(固形分量)とした以外は、実施例1の粘着剤層(a−1)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−11)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−11)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
開始剤(V−601)の量を0.5重量部とした以外は、実施例6の粘着剤1882HHの製造方法と同様にして、粘着剤1882HH−2を製造した。粘着剤1882HHの代わりに粘着剤1882HH−2を用いた以外は、実施例6の粘着剤層(a−6)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−12)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−12)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
硬化促進剤(U−860)の添加量を5.0gにした以外は、実施例4の粘着剤層(a−4)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−13)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−13)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
硬化促進剤(U−860)の添加量を0.005gにした以外は、実施例4の粘着剤層(a−4)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−14)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−14)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
シリコーンオイル(KF−96−10cs)の添加量を25.0gとした以外は、実施例5の粘着剤層(a−5)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−15)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−15)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
シリコーンオイル(KF−96−10cs)の添加量を0.94gとした以外は、実施例5の粘着剤層(a−5)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−16)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−16)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
開始剤(V−601)の量を0.01重量部とした以外は、実施例6の粘着剤1882HHの製造方法と同様にして、粘着剤1882HH−3を製造した。粘着剤1882HHの代わりに粘着剤1882HH−3を用いた以外は、実施例6の粘着剤層(a−6)の製造方法と同様にして、粘着剤層(a−17)を製造した。その後、PETフィルム(ルミラー60T38)の片面に粘着剤層(a−17)をラミネートし、もう一方の面に実施例1で得られた粘着剤層(b−1)をラミネートして、インプリントモールド固定用粘着シートとした。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ブチルアクリレート 66重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート 3.5重量部、アクリル酸0.5重量部、シリコーンマクロマー(FM−0711)30重量部、酢酸エチル150重量部を加えた。その後、フラスコ内に窒素ガスを導入(0.3L/分)しながらフラスコの内容物を80℃にし、開始剤(V−601)を0.05重量部加え70℃で6時間保持した。その後、窒素ガスを止め、酢酸エチル150重量部を加え、温度を下げることで反応を終了させ粘着剤1882SiHを得た。
攪拌装置、窒素ガス導入管、温度計および還流冷却管を備えたフラスコに、ブチルアクリレート 95.9重量部、2−ヒドロキシエチルアクリレート 3.5重量部、アクリル酸0.5重量部、シリコーンマクロマー(FM−0711)0.1重量部、酢酸エチル150重量部を加えた。その後、フラスコ内に窒素ガスを導入(0.3L/分)しながらフラスコの内容物を80℃にし、開始剤(V−601)を0.05重量部加え70℃で6時間保持した。その後、窒素ガスを止め、酢酸エチル150重量部を加え、温度を下げることで反応を終了させ粘着剤1882SiLを得た。
[比較例11]
シリコーンマクロマー(商品名サイラプレーンFM−0711、分子量1000、JNC社製)の代わりに長鎖型シリコーンマクロマー(商品名X-22-2426 分子量12,000 信越シリコーン社製)5重量部を用いた以外は実施例7の粘着剤1882Siの製造方法と同様にして、粘着剤1882SiLLを得た。
2:粘着剤層(A)
3:基材
4:粘着剤層(B)
5:インプリントモールド
6:インプリントモールド固定用粘着シート
Claims (15)
- 被転写体に、微細なパターンが形成されたインプリントモールドを押し付けて該インプリントモールドの前記パターン形状を前記被転写体に転写するインプリント装置のインプリントモールドと圧力印加部との間を一体的に固定するために用いられる粘着シートであって、
基材と、基材の片面に設けられた粘着剤層(A)と、基材のもう一方の面に設けられた粘着剤層(B)とを有し、
粘着剤層(A)はインプリント装置の圧力印加部に貼着するために用いられ、粘着剤層(B)はインプリントモールドに貼着するために用いられ、
粘着剤層(B)の23℃における粘着力>粘着剤層(A)の23℃における粘着力であり、
粘着剤層(A)は、23℃における粘着力が1〜10N/25mmであり、かつ80℃、湿度65%で7時間放置後の粘着力が1〜30N/25mmであり、粘着剤層(B)は、23℃における粘着力が3〜30N/25mmであることを特徴とするインプリントモールド固定用粘着シート。 - インプリント時にインプリントモールドに印加される圧力が0.1〜50MPaであるインプリント装置に用いられることを特徴とする請求項1に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- ロール式インプリント装置に用いられることを特徴とする請求項1または2に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- ナノメートルオーダーの大きさのパターンが形成されたインプリントモールドと圧力印加部との間を一体的に固定するために用いられることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 前記粘着剤層(B)が、光吸収剤および/または光安定剤を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 粘着剤層(A)中の粘着剤の粘着力が1〜10N/25mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 粘着剤層(A)中の粘着剤が(メタ)アクリルモノマーと架橋性官能基を有するモノマーとを共重合させたアクリル系共重合体であることを特徴とする請求項6に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 粘着剤層(A)中の粘着剤を構成する重合体の重量平均分子量が80万〜180万であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 粘着剤層(A)中の粘着剤が、全モノマー100重量部に対してシリコーン含有モノマーを0.5〜20重量部含むモノマーを共重合させたアクリル−シリコーン系共重合体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 粘着剤層(A)のゲル分率が70〜95%であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 粘着剤層(A)が、粘着剤100重量部に対して、シリコーンオイル1〜20重量部含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シート。
- 被転写体に、微細なパターンが形成されたインプリントモールドを押し付けて該インプリントモールドの前記パターン形状を前記被転写体に転写するインプリント装置であって、
前記被転写体に直接接触する前記インプリントモールドと、圧力が加えられる圧力印加部との間を、請求項1〜11のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シートで一体的に固定するにあたり、
前記粘着シートの基材の前記インプリントモールド側に粘着剤層(B)が位置し、この基材の圧力印加部側に粘着剤層(A)が位置することを特徴とするインプリント装置。 - 前記圧力印加部がロール式であることを特徴とする請求項12に記載のインプリント装置。
- 圧力印加部に請求項1〜11のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シートの粘着剤層(A)を貼着し、前記インプリントモールド固定用粘着シートの粘着剤層(B)にインプリントモールドを貼着することを特徴とするインプリント装置へのインプリントモールドの固定方法。
- 圧力印加部から請求項1〜11のいずれか一項に記載のインプリントモールド固定用粘着シートの粘着剤層(A)を剥離することを特徴とするインプリント装置からインプリントモールドを外す方法。
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