JP5768711B2 - 有機系離型剤の性能評価方法、モールドの製造方法および微細凹凸構造を表面に有する透明フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2009年12月24日に、日本に出願された特願2009−291775号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
光ナノインプリント法としては、例えば、下記の工程(I)〜(III)を有する方法が知られている(例えば、特許文献1):
(I)表面に微細凹凸構造の反転構造を有するモールドと、透明フィルムの本体となる基材フィルムとの間に、紫外線硬化性樹脂組成物を挟持する工程;
(II)紫外線硬化性樹脂組成物に紫外線を照射し、前記紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させて微細凹凸構造を有する硬化皮膜を形成し、透明フィルムを得る工程;および
(III)前記モールドと前記透明フィルムとを分離する工程。
(I)表面に微細凹凸構造が形成されたモールド本体を作製する工程;
(II)下記に記載の有機系離型剤の性能評価方法によって有機系離型剤の性能を評価する工程;および
(III)前記工程(I)で作製されたモールド本体の表面を、前記工程(II)により性能が良であると判定された有機系離型剤で処理する工程;
ここで前記有機系離型剤の性能評価方法は、有機系離型剤と試験用有機溶媒とを混合し、試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否から有機系離型剤の性能の良否を判定し、有機系離型剤の劣化を判定する方法からなる。
本発明の第一の態様におけるモールドの製造方法によれば、表面の離型性が充分なモールドを製造できる。
本発明の第三の態様における微細凹凸構造を表面に有する透明フィルムの製造方法によれば、透明フィルムを安定して製造できる。
本発明の第二の態様における有機系離型剤の性能評価方法は、有機系離型剤と試験用有機溶媒とを混合し、試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否から有機系離型剤の性能の良否を判定する方法である。
劣化した有機系離型剤は、試験用有機溶媒への溶解性が低下し、白濁する。白濁の有無ないし多少の確認方法としては、光透過率を測定する方法、光散乱を測定する方法等が挙げられ、短時間で簡便に測定できる点から、光透過率を測定する方法が好ましい。
(1)モールド本体の表面処理に用いる前の有機系離型剤(未使用品)と試験用有機溶媒との混合物について分光光度計を用いて光透過率を測定する。ついで、有機系離型剤(未使用品)によって表面処理されたモールドを用いて後述する透明フィルムの製造を行い、離型性を評価する。
(2)モールド本体の表面処理を1〜数回行った有機系離型剤と試験用有機溶媒との混合物について分光光度計を用いて光透過率を測定する。ついで、前記有機系離型剤によって表面処理されたモールドについても、後述する透明フィルムの製造を行い、離型性を評価する。
(3)前記(2)の操作を、離型性の評価が不可と判定されるまで繰り返し行う。
(4)モールド本体の表面処理に用いる前の有機系離型剤(未使用品)と試験用有機溶媒との混合物の光透過率のスペクトルと、離型性の評価が不可と判定された有機系離型剤(劣化品)と試験用有機溶媒との混合物の光透過率のスペクトルとを比較し、最も光透過率の差が大きい波長における有機系離型剤(劣化品)と試験用有機溶媒との混合物の光透過率を、閾値とする。
有機系離型剤としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フッ素化合物等が挙げられ、離型性に優れる点、モールドとの密着性に優れる点から、加水分解性シリル基またはシラノール基を有するフッ素化合物が好ましく、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。
試験用有機溶媒としては、正常な有機系離型剤と、劣化した有機系離型剤との間で溶解性(混合物にしたときの光透過率)に差が見られるものを用いる。例えば、試験用有機溶媒の極性が低すぎると両者とも溶解しやすく、極性が高すぎると両者とも溶解しにくくなり、溶解性(混合物にしたときの光透過率)に差が見られなくなる。したがって、試験用有機溶媒としては、適度な極性(すなわち誘電率)を有する有機溶媒が好ましい。試験用有機溶媒の誘電率は、10〜70が好ましく、30〜60がより好ましく、22〜40がもっとも好ましい。
本発明における誘電率は、真空の誘電率を1としたときの比誘電率であり、文献値〔「溶剤ハンドブック」、講談社サイエンティフィク、1976年、p.734〕を用いる。
有機系離型剤は、通常、モールド本体の表面処理に用いる際には、モールド本体の表面を均一に処理できるように希釈用有機溶媒で希釈し、離型剤溶液として用いられる。よって、本発明の有機系離型剤の性能評価方法においても、有機系離型剤は、実際にモールド本体の表面処理に用いる状態である、希釈用有機溶媒で希釈した離型剤溶液の状態で評価されることが好ましい。希釈用有機溶媒としては、有機系離型剤が溶解すれば特に限定されないが、有機系離型剤に加水分解性シリル基またはシラノール基を有するフッ素化合物を用いた場合には誘電率の低い溶媒が好ましく、ヘキサン、クロロホルム、ジエチルエーテル、テトラヒドラフラン、塩化メチレン、アセトン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。特に有機系離型剤として「オプツール」シリーズ(ダイキン工業社製)を用いた場合には、フッ素系有機溶媒「デュラサーフ」シリーズ(ハーベス社製)を用いることが好ましい。
以下、有機系離型剤が加水分解性シリル基を有するフッ素化合物〔「オプツール」シリーズ(ダイキン工業社製)〕である場合を例にとり、さらに詳しく説明する。
試験用有機溶媒としては、正常な「オプツール」シリーズと劣化した「オプツール」シリーズとの間での溶解性(混合物にしたときの光透過率)の差が大きくなる点から、N,N−ジメチルホルムアミドが特に好ましい。
希釈用有機溶媒としては、有機系離型剤の溶解性の観点から、フッ素系の有機溶媒であるデュラサーフHD−ZV(ハーベス社製)が好ましい。
以上説明した本発明の第二の態様における有機系離型剤の性能評価方法にあっては、有機系離型剤と試験用有機溶媒とを混合し、試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否から有機系離型剤の性能の良否を判定するため、有機系離型剤の性能の良否を短時間で簡易に判定できる。
そして、事前に有機系離型剤の性能を判定できるため、透明フィルムの製造を開始した後に、有機系離型剤の劣化によるモールドの離型性の悪化に気付くといったトラブルを回避できる。また、有機系離型剤を限界まで効率的に使用できる。
本発明の第一の態様におけるモールドの製造方法は、下記の工程(I)〜(III)を有する方法である:
(I)表面に微細凹凸構造が形成されたモールド本体を作製する工程;
(II)下記に記載の有機系離型剤の性能評価方法によって有機系離型剤の性能を評価する工程;および
(III)前記工程(I)で作製されたモールド本体の表面を前記工程(II)により性能が良であると判定された有機系離型剤で処理する工程;
ここで前記有機系離型剤の性能評価方法は、有機系離型剤と試験用有機溶媒とを混合し、試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否から有機系離型剤の性能の良否を判定する方法からなる。
工程(I)においては、基材の表面に微細凹凸構造を形成してモールド本体を作製する。
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。
基材の形状としては、ロール状、円管状、平板状、シート状等が挙げられる。
(I−1)アルミニウム基材の表面に、複数の細孔(凹部)を有する陽極酸化アルミナを形成する方法。
(I−2)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。
(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)前記工程(d)の後、電解液中、再度陽極酸化する工程。
(f)前記工程(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の表面に形成されたモールド本体を得る工程。
図1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、ロール状、円管状、平板状、シート状等が挙げられる。
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(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。
電解液としては、硫酸、シュウ酸、リン酸等が挙げられる。
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、周期が100nm程度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、周期が63nm程度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。
図1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。
図1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。
図1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。
図1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。
図1に示すように、工程(d)の細孔径拡大処理と、工程(e)の陽極酸化を繰り返すと、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))が形成されたモールド本体18が得られる。最後は工程(d)で終わることが好ましい。
細孔12間の平均間隔は、可視光の波長以下、すなわち400nm以下である。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50点測定し、これらの値を平均したものである。
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。
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が好ましく、1.2〜4がより好ましく、1.5〜3が特に好ましい。
モールド本体の表面を有機系離型剤で処理する方法としては、下記の方法(II−1)、(II−2)が挙げられ、モールド本体の微細凹凸構造が形成された側の表面をムラなく有機系離型剤で処理できる点から、方法(II−1)が特に好ましい。
(II−1)有機系離型剤を希釈用有機溶媒で希釈した離型剤溶液にモールド本体を浸漬する方法。
(II−2)有機系離型剤または離型剤溶液を、モールド本体の微細凹凸構造が形成された側の表面に塗布する方法。
(g)モールド本体を水洗する工程。
(h)モールド本体にエアーを吹き付け、モールド本体の表面に付着した水滴を除去する工程。
(i)離型剤溶液にモールド本体を浸漬する工程。
(j)浸漬したモールド本体をゆっくりと溶液から引き上げる工程。
(k)モールドを乾燥させる工程。
以上説明した本発明の第一の態様におけるモールドの製造方法にあっては、モールド本体の表面を、有機系離型剤の性能評価方法によって性能が良であると判定された有機系離型剤で処理するため、表面の離型性が充分なモールドを製造できる。
本発明の第三の態様における微細凹凸構造を表面に有する透明フィルム(以下、「微細凹凸構造を表面に有する透明フィルム」を単に「透明フィルム」と記す。)の製造方法は、本発明のモールドの製造方法で得られたモールドの表面の微細凹凸構造を、基材フィルムの表面に転写する、いわゆるナノインプリント法による製造方法である。
熱ナノインプリント法とは、基材(熱可塑性材料)をガラス転移温度以上に加熱して(すなわち、樹脂の流動性を高めて)モールドを押し付け、基材を冷却した後にモールドを離型する方法である。
光ナノインプリント法とは、基材表面の活性エネルギー線硬化性樹脂組成物にモールドを押し付けた状態で、紫外線等の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た後にモールドを離型する方法である。
(A)基材フィルムの表面と、表面に微細凹凸構造の反転構造を有し、かつ該表面が有機系離型剤によって処理されたモールドとの間に、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を挟持する工程。
(B)活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に、基材フィルム側から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て硬化皮膜を形成し、透明フィルムを得る工程。
(C)透明フィルムとモールドとを分離する工程。
工程(A)〜(C)を有する方法による透明フィルムの製造は、例えば、図2に示す製造装置を用いて、下記のように行われる。
表面に微細凹凸構造(図示略)を有するロール状のモールド20と、モールド20の表面に沿って移動する帯状の基材フィルム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。
剥離ロール30により、表面に硬化皮膜44が形成された基材フィルム42をモールド20から剥離することによって、図3に示すような透明フィルム40を得る。
基材フィルム42としては、基材フィルム42を通して活性エネルギー線の照射を行う点から、透明性の高いフィルムが好ましい。前記フィルムの材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース等が挙げられる。
硬化皮膜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透明フィルム40の表面の微細凹凸構造は、陽極酸化アルミナの表面の微細凹凸構造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凸部46を有する。
凸部間の平均間隔は、凸部の形成のしやすさの点から、20nm以上が好ましい。
凸部間の平均間隔は、電子顕微鏡観察によって隣接する凸部間の間隔(凸部の中心から隣接する凸部の中心までの距離)を50点測定し、これらの値を平均したものである。
凸部の高さは、電子顕微鏡によって倍率30000倍で観察したときにおける、凸部の最頂部と、凸部間に存在する凹部の最低部との間の距離を測定した値である。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、重合性化合物および重合開始剤を含む。
重合性化合物としては、分子中にラジカル重合性結合および/またはカチオン重合性結合を有するモノマー、オリゴマー、反応性ポリマー等が挙げられる。
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、非反応性のポリマー、活性エネルギー線ゾルゲル反応性組成物を含んでいてもよい。
単官能モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、s−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート誘導体;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル;スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン誘導体;(メタ)アクリルアミド、N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド誘導体等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
活性エネルギー線ゾルゲル反応性組成物としては、アルコキシシラン化合物、アルキルシリケート化合物等が挙げられる。
R11 xSi(OR12)y ・・・(1)。
ただし、R11、R12は、それぞれ炭素数1〜10のアルキル基を表し、x、yは、x+y=4の関係を満たす整数を表す。
R21O[Si(OR23)(OR24)O]zR22 ・・・(2)。
ただし、R21〜R24は、それぞれ炭素数1〜5のアルキル基を表し、zは、3〜20の整数を表す。
硬化皮膜44の微細凹凸構造の表面の水接触角を90°以上にするためには、疎水性の材料を形成し得る活性エネルギー線硬化性樹脂組成物として、フッ素含有化合物またはシリコーン系化合物を含む組成物を用いることが好ましい。
フッ素含有化合物としては、下記式(3)で表されるフルオロアルキル基を有する化合物が好ましい。
−(CF2)n−X ・・・(3)。
ただし、Xは、フッ素原子または水素原子を表し、nは、1以上の整数を表し、1〜20が好ましく、3〜10がより好ましく、4〜8が特に好ましい。
フッ素含有モノマーとしては、フルオロアルキル基置換ビニルモノマー、フルオロアルキル基置換開環重合性モノマー等が挙げられる。
CH2=C(R41)C(O)O−(CH2)m−(CF2)n−X ・・・(4)。
ただし、R41は、水素原子またはメチル基を表し、Xは、水素原子またはフッ素原子を表し、mは、1〜6の整数を表し、1〜3が好ましく、1または2がより好ましく、nは、1〜20の整数を表し、3〜10が好ましく、4〜8がより好ましい。
(Rf)aR51 bSiYc ・・・(5)。
R51は、炭素数1〜10のアルキル基を表す。R51としては、メチル基、エチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
加水分解性基としては、アルコキシ基、ハロゲン原子、R52C(O)O(ただし、R52は、水素原子または炭素数1〜10のアルキル基を表す。)等が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、i−プロピルオキシ基、ブトキシ基、i−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、Cl、Br、I等が挙げられる。
R52C(O)Oとしては、CH3C(O)O、C2H5C(O)O等が挙げられる。
ポリ(オキシアルキレン)基としては、下記式(6)で表される基が好ましい。
−(OR61)p− ・・・(6)。
ただし、R61は、炭素数2〜4のアルキレン基を表し、pは、2以上の整数を表す。R61としては、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−等が挙げられる。
シリコーン系化合物としては、(メタ)アクリル酸変性シリコーン、シリコーン樹脂、シリコーン系シランカップリング剤等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸変性シリコーンとしては、シリコーン(ジ)(メタ)アクリレート等が挙げられる。
硬化皮膜44の微細凹凸構造の表面の水接触角を25°以下にするためには、親水性の材料を形成し得る活性エネルギー線硬化性樹脂組成物として、少なくとも親水性モノマーを含む組成物を用いることが好ましい。また、耐擦傷性や耐水性付与の観点からは、架橋可能な多官能モノマーを含むものがより好ましい。なお、親水性モノマーと架橋可能な多官能モノマーは、同一(すなわち、親水性多官能モノマー)であってもよい。さらに、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、その他のモノマーを含んでいてもよい。
4官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、5官能以上の多官能(メタ)アクリレートがより好ましい。
親水性単官能モノマーとしては、M−20G、M−90G、M−230G(新中村化学社製)等のエステル基にポリエチレングリコール鎖を有する単官能(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等のエステル基に水酸基を有する単官能(メタ)アクリレート、単官能アクリルアミド類、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート等のカチオン性モノマー類等が挙げられる。
また、単官能モノマーとして、アクリロイルモルホリン、ビニルピロリドン等の粘度調整剤、物品本体への密着性を向上させるアクリロイルイソシアネート類等の密着性向上剤等を用いてもよい。
透明フィルム40の用途としては、反射防止フィルム、防曇性フィルム、防汚性フィルム、撥水性フィルム、より具体的にはディスプレー用反射防止フィルム、自動車メーターカバー、自動車ミラー、自動車窓、有機または無機エレクトロルミネッセンスの光取り出し効率向上部材、太陽電池部材等が挙げられる。
なお、透明フィルムは、図示例の透明フィルム40に限定はされない。例えば、微細凹凸構造は、硬化皮膜44を設けることなく基材フィルム42の表面に直接形成されていてもよい。ただし、ロール状のモールド20を用いて効率よく微細凹凸構造を形成できる点から、硬化皮膜44の表面に微細凹凸構造が形成されていることが好ましい。
以上説明した本発明の第三の態様における透明フィルムの製造方法にあっては、本発明のモールドの製造方法によって得られた、表面の離型性が充分なモールドを用いているため、透明フィルムを安定して製造できる。
(離型剤溶液の調製)
有機系離型剤としてオプツールDSX(ダイキン工業社製)、希釈用有機溶媒としてデュラサーフHD−ZV(ハーベス社製)を用いて、離型剤濃度が0.1質量%である離型剤溶液を調製した。
調製した離型剤溶液とN,N−ジメチルホルムアミド〔和光純薬工業社製、特級、誘電率(25℃):36.71〕を1:1の体積比で混合し、混合物とした。混合物の光透過率を分光光度計(日立製作所社製、U−3300)で測定した。リファレンスとしては、デュラサーフHD−ZVとN,N−ジメチルホルムアミドを1:1の体積比で混合したものを用いた。測定の結果、波長400nmにおける光透過率は93%であった。
50mm×50mm×厚さ0.3mmのアルミニウム板(純度99.99%)を、過塩素酸/エタノール混合溶液(1/4体積比)中で電解研磨した。
工程(a):
前記アルミニウム板について、0.3Mシュウ酸水溶液中で、直流40V、温度16℃の条件で6時間陽極酸化を行った
工程(b):
酸化皮膜が形成されたアルミニウム板を、6質量%リン酸/1.8質量%クロム酸混合水溶液に3時間浸漬して、酸化皮膜を除去した。
工程(c):
前記アルミニウム板について、0.3Mシュウ酸水溶液中、直流40V、温度16℃の条件で30秒間陽極酸化を行った。
酸化皮膜が形成されたアルミニウム板を、32℃の5質量%リン酸水溶液に8分間浸漬して、細孔径拡大処理を行った。
工程(e):
前記アルミニウム板について、0.3Mシュウ酸水溶液中、直流40V、温度16℃の条件で30秒間陽極酸化を行った。
工程(f):
前記工程(d)および工程(e)を合計で4回繰り返し、最後に工程(d)を行い、平均周期:約100nm、深さ:約240nmの略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたモールド本体aを得た。
シャワーを用いてモールド本体aの表面のリン酸水溶液を軽く洗い流した後、モールド本体aを流水中に10分間浸漬した。
工程(h):
モールド本体aにエアーガンからエアーを吹き付け、モールド本体aの表面に付着した水滴を除去した。
モールド本体aを、前記離型剤溶液に室温で10分間浸漬した。
工程(j):
モールド本体aを、離型剤溶液から3mm/secでゆっくりと引き上げた。
工程(k):
モールド本体aを15分間風乾して、離型剤で処理されたモールドを得た。
活性エネルギー線硬化樹脂組成物として、下記の組成のものを用意した。
コハク酸/トリメチロールエタン/アクリル酸のモル比1:2:4の縮合反応混合物;45質量部、
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(大阪有機化学工業社製);45質量部、
ラジカル重合性シリコーンオイル(信越化学工業社製、X−22−1602);10質量部、
1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティーケミカルズ社製、イルガキュア184);3質量部。
モールドの微細凹凸構造が形成された側に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を流し込み、基材フィルムであるアクリルフィルムを被せた後、紫外線照射機(高圧水銀ランプ、積算光量:400mJ/cm2)によって硬化を行った。ついで、基材フィルムごと硬化皮膜をモールドから離型することにより、アクリルフィルム上にモールドの微細凹凸構造を転写した。離型はスムーズに行うことができた。
実施例1の離型剤溶液を交換することなく、同じ離型剤溶液によるモールド本体aの表面処理を、合計10回繰り返し行った。離型剤溶液と実施例1と同様のN,N−ジメチルホルムアミドの1:1体積比の混合物の光透過率を測定したところ、波長400nmにおける光透過率は80%であった。
前記離型剤溶液を用いた以外は、実施例1と同様にしてアクリルフィルム上にモールドの微細凹凸構造を転写した。離型はスムーズに行うことができた。
実施例1の離型剤溶液を交換することなく、同じ離型剤溶液によるモールド本体aの表面処理を、合計20回繰り返し行った。離型剤溶液と実施例1と同様のN,N−ジメチルホルムアミドの1:1体積比の混合物の光透過率を測定したところ、波長400nmにおける光透過率は64%であった。
前記離型剤溶液を用いた以外は、実施例1と同様にしてアクリルフィルム上にモールドの微細凹凸構造を転写した。離型はスムーズに行うことができた。
実施例2の離型剤溶液を交換することなく、同じ離型剤溶液によるモールド本体aの表面処理を、さらに5回以上行った。離型剤溶液と実施例1と同様のN,N−ジメチルホルムアミドの1:1体積比の混合物の光透過率を測定したところ、波長400nmにおける光透過率は35%であった。
前記離型剤溶液を用いた以外は、実施例1と同様にしてアクリルフィルム上にモールドの微細凹凸構造を転写しようとしたところ、モールドからアクリルフィルムを1回目の転写から離型できなかった。
12 細孔
14 酸化皮膜
18 モールド本体
20 モールド
40 透明フィルム
42 基材フィルム
44 硬化皮膜
46 凸部
Claims (10)
- 下記の工程(I)〜(III)を有する、モールドの製造方法:
(I)表面に微細凹凸構造が形成されたモールド本体を作製する工程;
(II)下記に記載の有機系離型剤の性能評価方法によって有機系離型剤の性能を評価する工程;および
(III)前記工程(I)で作製されたモールド本体の表面を、前記工程(II)により性能が良であると判定された有機系離型剤で処理する工程;
ここで前記有機系離型剤の性能評価方法は、
有機系離型剤と試験用有機溶媒とを混合し、試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否から有機系離型剤の性能の良否を判定し、有機系離型剤の劣化を判定する方法からなる。 - 前記工程(I)が、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してモールド本体を作製する工程である、請求項1に記載のモールドの製造方法。
- 前記有機系離型剤が、加水分解性シリル基またはシラノール基を有するフッ素化合物である請求項1に記載のモールドの製造方法。
- 前記試験用有機溶媒の誘電率が、22〜 40である、請求項1に記載のモールドの製造方法。
- 前記試験用有機溶媒が、エタノールまたはN,N― ジメチルホルムアミドである、請求項1に記載のモールドの製造方法。
- 前記試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否を、有機系離型剤と試験用有機溶媒との混合物の光透過率から判断する、請求項1に記載のモールドの製造方法。
- 有機系離型剤と試験用有機溶媒とを混合し、試験用有機溶媒への有機系離型剤の溶解性の良否から有機系離型剤の性能の良否を判定し、有機系離型剤の劣化を判定する方法からなる有機系離型剤の性能評価方法。
- 前記有機系離型剤をあらかじめ希釈用有機溶媒で希釈して前記離型剤溶液とする、請求項7に記載の有機系離型剤の性能評価方法。
- 前記有機系離型剤が、表面に微細凹凸構造が形成されたモールド本体の表面を処理するためのものである、請求項8に記載の有機系離型剤の性能評価方法。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載のモールドの製造方法で得られたモールドの表面の微細凹凸構造を、基材フィルムの表面に転写することを含む、微細凹凸構造を表面に有する透明フィルムの製造方法。
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