JP5796151B2 - テープ状パターン媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
本開示は、テープ状パターン媒体の製造方法、テープ状パターン媒体、及びテープ状パターン媒体の製造装置に関する。
特許文献１には、基材表面に塗布した紫外硬化樹脂をマスタースタンパ型に密着させた状態で、基材面側から紫外光線を照射することで、紫外線硬化樹脂を硬化反応させて、紫外線硬化樹脂層上にマスタースタンパ型の精細な凹凸パターンを写し取る媒体の製造方法が開示されている。
本開示は、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造するのに有効なテープ状記録媒体の製造方法、テープ状記録媒体、及びテープ状記録媒体の製造装置を提供する。
本開示におけるテープ状パターン媒体の製造方法は、フィルム基材表面に、フィルム基材を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層を形成する塗布工程と、紫外線硬化樹脂層をロール状のマスタースタンパ型に密着させ、紫外線硬化樹脂層にマスタースタンパ型の凹凸パターンを形成するパターン形成工程と、周囲の酸素を除いた状態で、凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層に紫外光線を照射し、紫外線硬化樹脂層を硬化する照射工程とを備える。
本開示におけるテープ状パターン媒体の製造方法、テープ状パターン媒体、及びテープ状記録媒体の製造装置は、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造するのに有効である。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
はじめに、発明者らが発見した課題について説明する。
マスタースタンパ型の凹凸パターンが写し取られたパターン媒体を製造するために、紫外線硬化樹脂が塗布されたフィルム基材に対してフィルム基材面側から紫外光線を照射することで紫外線硬化樹脂を硬化反応させることが検討されている。このような方法において、紫外線硬化樹脂の硬化反応は、使用するフィルム基材の分光透過率に大きく依存する事になる。
マスタースタンパ型の凹凸パターンが写し取られたパターン媒体を製造するために、紫外線硬化樹脂が塗布されたフィルム基材に対してフィルム基材面側から紫外光線を照射することで紫外線硬化樹脂を硬化反応させることが検討されている。このような方法において、紫外線硬化樹脂の硬化反応は、使用するフィルム基材の分光透過率に大きく依存する事になる。
一般的に求められるパターン形成樹脂層の機械強度は、３Ｈ以上の鉛筆高度が必要とされているが、フィルム基材が紫外線硬化樹脂の硬化反応に必要な紫外光線の波長帯を吸収する場合には、紫外線硬化樹脂の硬化に必要な十分な紫外光線量が得られず、硬化不足によって機械強度の低いパターン樹脂層が形成されてしまう。
また硬化不足を紫外線硬化樹脂に含有させる光重合開始剤の増量や、紫外光線照射量の増量で解決する方法を用いると、光重合開始剤の増量では、未反応の光重合開始剤量が多く残留し、機械強度の低下を招く。紫外光線照射量の増量では硬化処理時間の延長、または窒素雰囲気あるいは真空中での紫外光線の追加照射が必要になり、生産効率の低下や新たなインフラが必要になるなどの課題が生じる。
また硬化不足を紫外線硬化樹脂に含有させる光重合開始剤の増量や、紫外光線照射量の増量で解決する方法を用いると、光重合開始剤の増量では、未反応の光重合開始剤量が多く残留し、機械強度の低下を招く。紫外光線照射量の増量では硬化処理時間の延長、または窒素雰囲気あるいは真空中での紫外光線の追加照射が必要になり、生産効率の低下や新たなインフラが必要になるなどの課題が生じる。
さらに、大気中でパターン形成後の硬化不足を補う紫外光線の照射を行っても、高密度化を図るために樹脂厚みを１．０μｍ以下にした場合、酸素による硬化阻害によりパターン樹脂層の十分な硬化を促進する事は困難であることを発明者らは発見した。図１０は、紫外線硬化樹脂の膜厚と硬化度の関係のグラフを示す図である。縦軸は硬化度（ゲル分率（％））を示し、横軸は厚み（μｍ）を示している。図１０に示すように同じ紫外線光量を照射しても、厚みが１μｍ以下になると急減に硬化度が小さくなることがわかる。
このように、テープ状パターン媒体を製造する際に、フィルム基材によって紫外光線が吸収されるという課題が生じ、高密度化を図るため樹脂厚みを薄くすると紫外線硬化樹脂の硬化が不十分になるという課題が生じることを発明者らは発見した。
続いて、本開示にかかる実施の形態１について説明する。
（実施の形態１）
以下、図１〜図１０を用いて、実施の形態１を説明する。
[１−１．テープ状パターン媒体の構成]
図１は、実施の形態１にかかるテープ状パターン媒体の斜視図である。図１に示すように、本実施の形態１のテープ状パターン媒体は、フィルム基材３と、フィルム基材３の上に設けられ、マスタースタンパ型の表面の凹凸パターンに対応する凹凸パターン５が形成されたパターン樹脂層４によって構成されている。
（実施の形態１）
以下、図１〜図１０を用いて、実施の形態１を説明する。
[１−１．テープ状パターン媒体の構成]
図１は、実施の形態１にかかるテープ状パターン媒体の斜視図である。図１に示すように、本実施の形態１のテープ状パターン媒体は、フィルム基材３と、フィルム基材３の上に設けられ、マスタースタンパ型の表面の凹凸パターンに対応する凹凸パターン５が形成されたパターン樹脂層４によって構成されている。
フィルム基材３は、ポリカーボネート・ポリエステル・アラミドなどの光透過性を有するフィルム基材である。
パターン樹脂層４は、光重合開始剤を含む、アクリルエステルモノマー、又はアクリルエステルオリゴマー、又は両者から構成される紫外線硬化樹脂を用いることにより形成されている。
パターン樹脂層４は、光重合開始剤を含む、アクリルエステルモノマー、又はアクリルエステルオリゴマー、又は両者から構成される紫外線硬化樹脂を用いることにより形成されている。
[１−２．テープ状パターン媒体の製造装置]
図２は、実施の形態１にかかるテープ状パターン媒体の製造装置を示す模式図であり、テープ状パターン媒体を連続的に製造する様子を示している。
図２に示すように、実施の形態１のパターン媒体の製造装置は、テープ状パターン媒体をロール トゥ ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式によって連続的に製造する装置であり、塗布部１１と、マスタースタンパロール１０と、ニップロール１２、１４と、照射部１３と、大気遮断部１６と、追加照射部１７とを備えている。
図２は、実施の形態１にかかるテープ状パターン媒体の製造装置を示す模式図であり、テープ状パターン媒体を連続的に製造する様子を示している。
図２に示すように、実施の形態１のパターン媒体の製造装置は、テープ状パターン媒体をロール トゥ ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式によって連続的に製造する装置であり、塗布部１１と、マスタースタンパロール１０と、ニップロール１２、１４と、照射部１３と、大気遮断部１６と、追加照射部１７とを備えている。
塗布部１１は、ダイ等によって構成されており、フィルム基材３上に紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層２を形成する。
マスタースタンパロール１０は、マスタースタンパ型の一例であり、回転方向に沿って表面に凹凸パターン１０１（図３（ｂ）参照）が形成されている。この凹凸パターン１０１が紫外線硬化樹脂層２に写し取られて、紫外線硬化樹脂層２上に凹凸パターン５（図１参照）が形成される。
マスタースタンパロール１０は、マスタースタンパ型の一例であり、回転方向に沿って表面に凹凸パターン１０１（図３（ｂ）参照）が形成されている。この凹凸パターン１０１が紫外線硬化樹脂層２に写し取られて、紫外線硬化樹脂層２上に凹凸パターン５（図１参照）が形成される。
ニップロール１２は、フィルム基材３の搬送方向を基準にしてマスタースタンパロール１０の上流側に配置されており、ニップロール１４は、フィルム基材３の搬送方向を基準にしてマスタースタンパロール１０の下流側に配置されている。ニップロール１２とニップロール１４の間で紫外線硬化樹脂層２がマスタースタンパロール１０の表面に密着する。又、ニップロール１２は、紫外線硬化樹脂層２をマスタースタンパロール１０の表面に密着させるようにフィルム基材３を搬送し、ニップロール１４は、紫外線硬化樹脂層２が形成された後にフィルム基材３をマスタースタンパロール１０の表面から剥離するようにフィルム基材３を搬送する。
照射部１３は、ニップロール１２とニップロール１４の間であって、マスタースタンパロール１０と対向するように配置されている。この照射部１３から、マスタースタンパロール１０に密着している状態の紫外線硬化樹脂層２に、フィルム基材３を通して紫外光線１５が照射される。
追加照射部１７は、マスタースタンパロール１０の下流側に配置されている。この追加照射部１７は、照射部１３によって紫外光線１５が照射され、マスタースタンパロール１０から剥離された後のフィルム基材３に、紫外線硬化樹脂層２側から紫外光線１８を追加照射する。
追加照射部１７は、マスタースタンパロール１０の下流側に配置されている。この追加照射部１７は、照射部１３によって紫外光線１５が照射され、マスタースタンパロール１０から剥離された後のフィルム基材３に、紫外線硬化樹脂層２側から紫外光線１８を追加照射する。
大気遮断部１６は、ニップロール１２、１４、照射部１３、マスタースタンパロール１０、及び追加照射部１７を覆うように形成されたチャンバー１６１、及びチャンバー１６１内にガスを供給するガス供給部１６２等によって構成されており、例えば、窒素等を供給することによってチャンバー１６１内を大気よりも加圧状態にすることで、チャンバー内に入っている大気を遮断することが出来る。
尚、図２では示していないが、塗布部１１とマスタースタンパロール１０の間に、塗布された紫外線硬化樹脂を乾燥させるための乾燥部が設けられていてもよい。
[１−３．テープ状パターン媒体の製造方法]
以下、図２〜図４を用いて、テープ状パターン媒体の製造方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、テープ状パターン媒体の製造方法を説明するための模式的な断面図である。図４は、テープ状パターン媒体の製造方法の工程を示すフロー図である。
以下、図２〜図４を用いて、テープ状パターン媒体の製造方法について説明する。
図３（ａ）〜（ｃ）は、テープ状パターン媒体の製造方法を説明するための模式的な断面図である。図４は、テープ状パターン媒体の製造方法の工程を示すフロー図である。
図２、図３（ａ）、及び図４に示すように、塗布工程Ｓ１において、塗布部１１によって、フィルム基材３上に紫外線硬化樹脂が１．０μｍ以下の厚みで塗布され、紫外線硬化樹脂層２が形成される。
続いて、図２、図３（ｂ）、及び図４に示すように、パターン形成工程Ｓ２において、紫外線硬化樹脂層２が形成されたフィルム基材３の紫外線硬化樹脂層２側の面がマスタースタンパロール１０に押し当てられ、マスタースタンパロール１０の表面に形成されている凹凸パターン１０１に対応する凹凸パターン５が紫外線硬化樹脂層２に形成される。
続いて、図２、図３（ｂ）、及び図４に示すように、パターン形成工程Ｓ２において、紫外線硬化樹脂層２が形成されたフィルム基材３の紫外線硬化樹脂層２側の面がマスタースタンパロール１０に押し当てられ、マスタースタンパロール１０の表面に形成されている凹凸パターン１０１に対応する凹凸パターン５が紫外線硬化樹脂層２に形成される。
次に、図２及び図４に示すように、照射工程Ｓ３において、照射部１３によってフィルム基材３側から紫外光線１５を照射して、紫外線硬化樹脂２の硬化が行われる。
その後、図２、図３（ｄ）、及び図４に示すように、剥離工程Ｓ４において、フィルム基材３の紫外線硬化樹脂層２側からマスタースタンパロール１０が取り外される。続いて、追加照射工程Ｓ５において、マスタースタンパロール１０から取り外されたフィルム基材３に、追加照射部１７によって紫外線硬化樹脂層２側から紫外光線１８が照射される。以上により、紫外線硬化樹脂層２への凹凸パターンの転写が完了し、パターン樹脂層４が形成される。
以上のような工程により、本実施の形態１のテープ状パターン媒体を作製することが出来る。
その後、図２、図３（ｄ）、及び図４に示すように、剥離工程Ｓ４において、フィルム基材３の紫外線硬化樹脂層２側からマスタースタンパロール１０が取り外される。続いて、追加照射工程Ｓ５において、マスタースタンパロール１０から取り外されたフィルム基材３に、追加照射部１７によって紫外線硬化樹脂層２側から紫外光線１８が照射される。以上により、紫外線硬化樹脂層２への凹凸パターンの転写が完了し、パターン樹脂層４が形成される。
以上のような工程により、本実施の形態１のテープ状パターン媒体を作製することが出来る。
次に、本実施の形態で用いた紫外線硬化樹脂及びフィルム基材等について実施例を用いながら、より詳細に説明する。
上述したように、紫外線硬化樹脂としては、光重合開始剤を含む、アクリルエステルモノマー、又はアクリルエステルオリゴマー、又は両者から構成される紫外線硬化樹脂が用いられる。
上述したように、紫外線硬化樹脂としては、光重合開始剤を含む、アクリルエステルモノマー、又はアクリルエステルオリゴマー、又は両者から構成される紫外線硬化樹脂が用いられる。
フィルム基材３としては、ポリカーボネート・ポリエステル・アラミドなどの光透過性を有するフィルム基材が用いられる。
本実施の形態では、上述したフィルム基材３として、図５に示すような紫外光線の透過度を有するフィルム基材Ａが用いられる。図５は、フィルム基材Ａの波長に対する透過度のグラフを示す図であり、左側の縦軸は、透過度（％）を示しており、横軸は波長λ（ｎｍ）を示している。図５に示すように、フィルム基材Ａは３００ｎｍ付近から光を透過し始め、３２０ｎｍ以上では約８０％の透過率を有している。
本実施の形態では、上述したフィルム基材３として、図５に示すような紫外光線の透過度を有するフィルム基材Ａが用いられる。図５は、フィルム基材Ａの波長に対する透過度のグラフを示す図であり、左側の縦軸は、透過度（％）を示しており、横軸は波長λ（ｎｍ）を示している。図５に示すように、フィルム基材Ａは３００ｎｍ付近から光を透過し始め、３２０ｎｍ以上では約８０％の透過率を有している。
紫外線硬化樹脂層２の硬化に必要な紫外光線が、フィルム基材Ａによって吸収された場合には、必要となる紫外光線量が得られない。従って、硬化不足が発生して目標とする機械強度（鉛筆硬度３Ｈ以上）のパターン樹脂層４を形成することができない。また、光重合開始剤と紫外光線照射量の増量によって硬化不足を解決する方法を用いたとしても、光重合開始剤の増量では、残留する未反応の光重合開始剤量が多く残留し、機械強度の低下を招く。一方、紫外光線量の増量では、硬化処理時間の延長により生産効率が低下する。また、大気中で、パターン形成後に硬化不足を補う追加紫外線光の照射を行っても、図１０で説明したように、樹脂厚みが１．０μｍ以下であると、酸素による硬化阻害によってパターン樹脂層の十分な硬化を促進する事が困難である。
これらの課題を解決するには、凹凸パターンを写し取る際にフィルム基材３によって遮光されない波長域の分光吸収を有する光重合開始剤を選択的に用いた紫外線硬化樹脂を使用し、凹凸パターンを写し取る段階において、大気が遮断され、酸素による硬化阻害の無い状態でパターン樹脂層を十分に硬化させ、機械強度の高いパターン樹脂層を得る事が望ましい。
（実施例）
次に、比較例１〜３及び実施例１を用いて、本開示の実施の形態について更に説明を行う。
（吸光度の異なる光重合開始剤による硬化の差）
比較例１〜３及び実施例１として、フィルム基材３の実膜厚における分光透過率に対し、４種類の異なる吸光度をもつ光重合開始剤を使用して、酸素を遮断した状態（酸素不存在下）で紫外線硬化樹脂の硬化を行い、硬化について検証を行った。
図６〜８は、それぞれ比較例１〜３の光重合開始剤（１）〜（３）の波長に対する吸光度を示すグラフを表す図であり、横軸が波長λ（ｎｍ）であり、右側の縦軸が吸光度を示している。この図６〜８には、図５のフィルム基材Aのグラフも同時に示されており、フィルム基材Aのグラフは実線で、光重合開始剤（１）〜（３）のグラフは点線で示されている。
次に、比較例１〜３及び実施例１を用いて、本開示の実施の形態について更に説明を行う。
（吸光度の異なる光重合開始剤による硬化の差）
比較例１〜３及び実施例１として、フィルム基材３の実膜厚における分光透過率に対し、４種類の異なる吸光度をもつ光重合開始剤を使用して、酸素を遮断した状態（酸素不存在下）で紫外線硬化樹脂の硬化を行い、硬化について検証を行った。
図６〜８は、それぞれ比較例１〜３の光重合開始剤（１）〜（３）の波長に対する吸光度を示すグラフを表す図であり、横軸が波長λ（ｎｍ）であり、右側の縦軸が吸光度を示している。この図６〜８には、図５のフィルム基材Aのグラフも同時に示されており、フィルム基材Aのグラフは実線で、光重合開始剤（１）〜（３）のグラフは点線で示されている。
又、図９は、実施例１の光重合開始剤（４）の波長に対する吸光度を示すグラフを表す図であり、縦軸及び横軸は、図６と同様である。又、図９には、図６と同様に図５のフィルム基材Aのグラフも同時に示されており、フィルム基材Aのグラフは実線で、光重合開始剤（４）のグラフは点線で示されている。
尚、図６〜図９に示す光重合開始剤の吸光度は、光重合開始剤（１）〜（４）を有機溶剤０．００１％に希釈した時の吸光度を示す。
尚、図６〜図９に示す光重合開始剤の吸光度は、光重合開始剤（１）〜（４）を有機溶剤０．００１％に希釈した時の吸光度を示す。
（表１）に、比較例１〜３及び実施例１の光重合開始剤（１）〜（４）を使用した紫外線硬化樹脂の硬化度を示す。なお、硬化度の指標としては、有機溶剤（メチルエチルケトン）に対する耐食性の度合いと、鉛筆硬度を用いた。
図６〜図８に示す比較例１〜３の光重合開始剤（１）〜（３）を用いた紫外線硬化樹脂とフィルム基材Ａの組み合わせでは、硬化に必要な紫外光線が、フィルム基材Ａに遮光されて、紫外線硬化樹脂層が硬化不足になる。従って、（表１）に示すように、鉛筆硬度が３Ｈ未満という機械強度不足のパターン樹脂層４が形成されてしまうことになる。
図９に示すように、フィルム基材Ａと実施例１の光重合開始剤（４）を用いた紫外線硬化樹脂の組み合わせでは、比較例１〜３に比べて光重合開始剤（４）の吸光度のピーク波長が長波長よりに位置しているため、フィルム基材３を透過する光のうち光重合開始剤（４）が吸収できる光量の割合が多くなり、フィルム基材Ａの分光吸収の影響が少なくなる。そのため、紫外線硬化樹脂層２の硬化が良好であり、光重合開始剤添加量／紫外光線照射量を増量しなくても、（表１）に示すように、鉛筆硬度が３Ｈという機械強度の高いパターン樹脂層４を効率的かつ連続的に形成することができる。
図９に示すように、フィルム基材Ａと実施例１の光重合開始剤（４）を用いた紫外線硬化樹脂の組み合わせでは、比較例１〜３に比べて光重合開始剤（４）の吸光度のピーク波長が長波長よりに位置しているため、フィルム基材３を透過する光のうち光重合開始剤（４）が吸収できる光量の割合が多くなり、フィルム基材Ａの分光吸収の影響が少なくなる。そのため、紫外線硬化樹脂層２の硬化が良好であり、光重合開始剤添加量／紫外光線照射量を増量しなくても、（表１）に示すように、鉛筆硬度が３Ｈという機械強度の高いパターン樹脂層４を効率的かつ連続的に形成することができる。
実際の紫外線硬化樹脂に添加する光重合開始剤の使用例として、フィルム基材Ａを透過する紫外線波長３１０ｎｍ〜４００ｎｍにおいて光吸収帯を有する種類、例えばオキシムエステル系としては、「Irgacure OXE01」、「Irgacure OXE02」などが挙げられ、α−アミノケトン系としては「Igacure 907」、「Irgacure 369」、「Irgacure 379」、（以上ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。これらは組み合わせて使用しても良い。添加量としては、１〜６％が好ましく、３〜５％が更に好ましい。ただし過剰な添加では、逆に硬度を低下させてしまう。
以上より、図９で示されるように、任意の光重合開始剤添加量と紫外光線照射量に対するフィルム基材Ａの分光透過率が大きくなる３００ｎｍ付近に光重合開始剤の吸光ピークがあれば、光重合開始剤添加量及び紫外光線照射量の増量を実施しなくても、フィルム基材が有する分光透過率の硬化阻害による機械強度の低下を回避することができる。
（酸素遮断と酸素非遮断における硬化の差）
この例では、凹凸パターン５を形成する際の照射部１３による硬化を故意に弱めて紫外線硬化樹脂層２に凹凸パターン５を形成した後に、追加で紫外線硬化を行い、酸素遮断状態と酸素非遮断状態における硬化の差の検証を行った。実施例２〜４としては、Ｎ2パージによって酸素を遮断した状態（酸素不存在下）で、３種類の紫外光線の照射光量（５００（ｍＪ／ｃｍ２）、１０００（ｍＪ／ｃｍ２）、１５００（ｍＪ／ｃｍ２））で追加の紫外線照射を行った。又、比較例４〜６としては、Ｎ2パージを行わず大気環境下（酸素存在下）で、３種類の紫外光線の照射光量（５００（ｍＪ／ｃｍ２）、１０００（ｍＪ／ｃｍ２）、１５００（ｍＪ／ｃｍ２））で追加の紫外線照射を行った。この追加の紫外線照射の後、実施例及び比較例ともゲル分率の測定を行った。尚、ゲル分率の値が大きいほど、硬化度が高いことを示している。又、追加照射の際の紫外線硬化樹脂層２の厚みは、０．３μｍである。
この例では、凹凸パターン５を形成する際の照射部１３による硬化を故意に弱めて紫外線硬化樹脂層２に凹凸パターン５を形成した後に、追加で紫外線硬化を行い、酸素遮断状態と酸素非遮断状態における硬化の差の検証を行った。実施例２〜４としては、Ｎ2パージによって酸素を遮断した状態（酸素不存在下）で、３種類の紫外光線の照射光量（５００（ｍＪ／ｃｍ２）、１０００（ｍＪ／ｃｍ２）、１５００（ｍＪ／ｃｍ２））で追加の紫外線照射を行った。又、比較例４〜６としては、Ｎ2パージを行わず大気環境下（酸素存在下）で、３種類の紫外光線の照射光量（５００（ｍＪ／ｃｍ２）、１０００（ｍＪ／ｃｍ２）、１５００（ｍＪ／ｃｍ２））で追加の紫外線照射を行った。この追加の紫外線照射の後、実施例及び比較例ともゲル分率の測定を行った。尚、ゲル分率の値が大きいほど、硬化度が高いことを示している。又、追加照射の際の紫外線硬化樹脂層２の厚みは、０．３μｍである。
図１１（ａ）は、これら実施例２〜４及び比較例４〜６の結果を表す表を示す図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の表をグラフで表した図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の結果から、Ｎ2パージを行って酸素を遮断した酸素不存在下で紫外線照射を行った場合の方が、Ｎ2パージを行わない大気環境下（酸素存在下）で紫外線照射を行った場合よりも、ゲル分率が大きく、硬化度が大きくなっていることがわかる。
[１−４．効果等]
以上のように、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造方法は、塗布工程Ｓ１と、パターン形成工程Ｓ２と、照射工程Ｓ３を備える。塗布工程Ｓ１は、フィルム基材３表面に、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層２を形成する。パターン形成工程Ｓ２は、紫外線硬化樹脂層２をマスタースタンパロール１０に密着させ、紫外線硬化樹脂層２にマスタースタンパロール１０の凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する。照射工程Ｓ３は、周囲の酸素を除いた状態で、凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層２に紫外光線を照射し、紫外線硬化樹脂層２を硬化する。
以上のように、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造方法は、塗布工程Ｓ１と、パターン形成工程Ｓ２と、照射工程Ｓ３を備える。塗布工程Ｓ１は、フィルム基材３表面に、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層２を形成する。パターン形成工程Ｓ２は、紫外線硬化樹脂層２をマスタースタンパロール１０に密着させ、紫外線硬化樹脂層２にマスタースタンパロール１０の凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成する。照射工程Ｓ３は、周囲の酸素を除いた状態で、凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層２に紫外光線を照射し、紫外線硬化樹脂層２を硬化する。
これにより、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を用いて、酸素不存在下において照射工程を行う。そのため、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
更に、連続的に機械強度の向上したパターン樹脂層を有するテープ状パターン媒体を形成することが出来る。
更に、連続的に機械強度の向上したパターン樹脂層を有するテープ状パターン媒体を形成することが出来る。
又、マスタースタンパ型の凹凸パターンをより安定して写し取ることが可能となる。
又、照射工程における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造方法では、紫外線硬化樹脂がアクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含んでいる。
又、照射工程における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造方法では、紫外線硬化樹脂がアクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含んでいる。
これにより、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造方法では、マスタースタンパ型に密着した状態における紫外線硬化樹脂層の厚みは、１．０μｍ以下である。
これにより、照射工程における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造方法では、マスタースタンパ型に密着した状態における紫外線硬化樹脂層の厚みは、１．０μｍ以下である。
これにより、照射工程における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体は、フィルム基材３と、パターン樹脂層４とを備える。パターン樹脂層４は、フィルム基材３の表面に設けられ、マスタースタンパ型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンが形成されている。パターン樹脂層４は、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂によって形成され、パターン樹脂層４の厚みは、１．０μｍ以下である。
これにより、樹脂層の厚みが薄く、且つ機械強度の向上したテープ状パターン媒体を提供することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造装置は、塗布部１１と、マスタースタンパロール１０と、ニップロール１２、１４と、照射部１３と、大気遮断部１６とを備えている。塗布部１１は、フィルム基材３表面に、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層２を形成する。マスタースタンパロール１０は、表面に凹凸パターンを有する。ニップロール１２、１４は、紫外線硬化樹脂層２にマスタースタンパ型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成するために、紫外線硬化樹脂層２が形成されたフィルム基材を、マスタースタンパロール１０に密着させながら搬送する。照射部１３は、マスタースタンパロール１０に密着された紫外線硬化樹脂層２に紫外光線１５を照射し、紫外線硬化樹脂層２を硬化する。大気遮断部１６は、紫外線硬化樹脂層２に紫外光線１５が照射される領域から酸素を取り除く。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造装置は、塗布部１１と、マスタースタンパロール１０と、ニップロール１２、１４と、照射部１３と、大気遮断部１６とを備えている。塗布部１１は、フィルム基材３表面に、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層２を形成する。マスタースタンパロール１０は、表面に凹凸パターンを有する。ニップロール１２、１４は、紫外線硬化樹脂層２にマスタースタンパ型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成するために、紫外線硬化樹脂層２が形成されたフィルム基材を、マスタースタンパロール１０に密着させながら搬送する。照射部１３は、マスタースタンパロール１０に密着された紫外線硬化樹脂層２に紫外光線１５を照射し、紫外線硬化樹脂層２を硬化する。大気遮断部１６は、紫外線硬化樹脂層２に紫外光線１５が照射される領域から酸素を取り除く。
これにより、フィルム基材３を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を用いて、酸素不存在下において紫外光線の照射を行う。そのため、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
更に、連続的に、機械強度の向上したパターン樹脂層を有するテープ状パターン媒体を形成することが出来る。
更に、連続的に、機械強度の向上したパターン樹脂層を有するテープ状パターン媒体を形成することが出来る。
又、照射の際における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造装置では、紫外線硬化樹脂がアクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含んでいる。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造装置では、紫外線硬化樹脂がアクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含んでいる。
これにより、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造装置では、マスタースタンパ型に密着した状態における紫外線硬化樹脂層の厚みは、１．０μｍ以下である。
これにより、照射の際における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
また、本実施の形態において、テープ状パターン媒体の製造装置では、マスタースタンパ型に密着した状態における紫外線硬化樹脂層の厚みは、１．０μｍ以下である。
これにより、照射の際における紫外線硬化樹脂層の厚みが薄い場合でも、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが出来る。
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
以下、他の実施の形態を例示する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
以下、他の実施の形態を例示する。
実施の形態１では、搬送部及び密着状態形成部の一例として、搬送部と密着状態形成部を兼ねたニップロール１２、１４を説明した。搬送部は、フィルム基材３を搬送できればよく、密着状態形成部は、紫外線硬化樹脂層２にマスタースタンパロール１０の凹凸パターン１０１に対応する凹凸パターン５を形成するために、紫外線硬化樹脂層２が形成されたフィルム基材３がマスタースタンパロール１０に密着する密着状態を形成できればよく、ニップロール１２、１４の構成に限定されない。例えば、搬送部と密着状態形成部が別々に設けられていてもよい。具体的には、図１２に示すように、搬送部の一例として搬送ロール２１、２２がマスタースタンパロール１０の上流側と下流側に配置されており、密着状態形成部の一例としてガイド部材２０、２２が設けられていても良い。ガイド部材２０は、搬送ロール２１とマスタースタンパロール１０の間に配置されており、フィルム基材３を、その紫外線硬化樹脂層２側がマスタースタンパロール１０に密着するように案内する。又、ガイド部材２２は、マスタースタンパロール１０と搬送ロール２３の間に配置されており、フィルム基材３を、そのパターン樹脂層４がマスタースタンパロール１０から剥離するように案内する。
実施の形態１では、酸素除去部の一例として大気遮断部１６を説明した。酸素除去部は、紫外線硬化樹脂層２に紫外線が照射される領域から酸素を取り除くことが出来ればよく、図２で説明した大気遮断部１６に限定されない。例えば、紫外線を透過する部材でチャンバーを形成し、照射部１３をチャンバー外に配置してもよい。
実施の形態１では、塗布部１１によって、フィルム基材３上に紫外線硬化樹脂が１．０μｍ以下の厚みで塗布されると説明した。紫外線硬化樹脂層２の厚みは、マスタースタンパロール１０に密着した状態で、１．０μｍ以下であればよいので、フィルム基材３上に塗布部１１によって紫外線硬化樹脂が塗布されて形成される紫外線硬化樹脂層２の厚みは、１．０μｍよりも大きくても良い。
実施の形態１では、塗布部１１によって、フィルム基材３上に紫外線硬化樹脂が１．０μｍ以下の厚みで塗布されると説明した。紫外線硬化樹脂層２の厚みは、マスタースタンパロール１０に密着した状態で、１．０μｍ以下であればよいので、フィルム基材３上に塗布部１１によって紫外線硬化樹脂が塗布されて形成される紫外線硬化樹脂層２の厚みは、１．０μｍよりも大きくても良い。
また、上記実施の形態では、凹凸パターン５が形成されたパターン樹脂層４の厚みは、１．０μｍ以下であるが、より好ましくは０．３μｍ以下である。
パターン樹脂層４の厚みの目標値を、例えば０．３±０．０５μｍのように薄く設定することにより、テープ状記録媒体の全体の厚みが薄くなるため、カセット内にテープ状記録媒体を巻き取る構成のように巻き取り量が決まっている場合には、巻き取り可能な長さを長くすることが出来、１カセット当たりの記憶容量を多く出来る。尚、０．２２μｍの厚みで紫外線硬化樹脂を塗布することにより、平滑性が確保されることは確認されている。
パターン樹脂層４の厚みの目標値を、例えば０．３±０．０５μｍのように薄く設定することにより、テープ状記録媒体の全体の厚みが薄くなるため、カセット内にテープ状記録媒体を巻き取る構成のように巻き取り量が決まっている場合には、巻き取り可能な長さを長くすることが出来、１カセット当たりの記憶容量を多く出来る。尚、０．２２μｍの厚みで紫外線硬化樹脂を塗布することにより、平滑性が確保されることは確認されている。
なお、実施の形態１では、追加照射部１７が設けられているが、この追加照射部１７の効果について以下に記載する。
薄膜の紫外線硬化樹脂層は硬化速度が遅速であるため、紫外線硬化樹脂層２に凹凸パターンを形成する時（インプリント時）の照射部１３として、紫外線照射装置を複数設置すれば硬化不足の解消に繋がる。
薄膜の紫外線硬化樹脂層は硬化速度が遅速であるため、紫外線硬化樹脂層２に凹凸パターンを形成する時（インプリント時）の照射部１３として、紫外線照射装置を複数設置すれば硬化不足の解消に繋がる。
しかしながら、（ｉ）複数機の紫外線照射装置による発熱と熱線でフィルム基材３にダメージが発生する、（ｉｉ）紫外線照射装置の設置スペースが狭いため、装置の選択肢が限定される、（ｉｉｉ）複数機の紫外線照射装置による発熱で、発熱量が多くなり紫外線照射装置が破損する等の問題が生じるおそれがある。このため、複数機の紫外線照射装置を設置すること避け、凹凸パターンを形成した後（インプリント後）に追加照射部１７を設置することによって、追加の紫外線照射を行い、目標の硬度まで硬化させることが出来る。
以上のように紫外線照射装置を分散して配置することによって、上記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の問題が生じるおそれを低減することが出来る。
尚、マスタースタンパロール１０の径が大きい等により紫外線照射装置の設置スペースが大きい場合、適切な装置が選択可能な場合、又は発熱により紫外線照射装置が破損しない場合などには、照射部１３を複数配置しても良く、追加照射部１７が設けられていなくても良い。また、照射部１３として配置される紫外線照射装置が１機又は複数機である場合に限らず、照射部１３によって紫外線硬化樹脂層２の硬化が目標値に達する場合には、追加照射部１７が設けられていなくても良い。
尚、マスタースタンパロール１０の径が大きい等により紫外線照射装置の設置スペースが大きい場合、適切な装置が選択可能な場合、又は発熱により紫外線照射装置が破損しない場合などには、照射部１３を複数配置しても良く、追加照射部１７が設けられていなくても良い。また、照射部１３として配置される紫外線照射装置が１機又は複数機である場合に限らず、照射部１３によって紫外線硬化樹脂層２の硬化が目標値に達する場合には、追加照射部１７が設けられていなくても良い。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことが出来る。
本開示は、機械強度が向上したテープ状記録媒体を効率的に製造することが可能なテープ状パターン媒体の製造方法、テープ状パターン媒体、及びテープ状パターン媒体の製造装置に適用可能である。
２ 紫外線硬化樹脂層
３ フィルム基材
４ パターン樹脂層
５ 凹凸パターン
１０ マスタースタンパロール
１１ 塗布部
１２、１４ ニップロール
１３ 照射部
１５ 紫外線
１６ 大気遮断部
２０、２２ ガイド部材
２１、２３ 搬送ロール
１０１ 凹凸パターン
１６１ チャンバー
１６２ ガス供給部
３ フィルム基材
４ パターン樹脂層
５ 凹凸パターン
１０ マスタースタンパロール
１１ 塗布部
１２、１４ ニップロール
１３ 照射部
１５ 紫外線
１６ 大気遮断部
２０、２２ ガイド部材
２１、２３ 搬送ロール
１０１ 凹凸パターン
１６１ チャンバー
１６２ ガス供給部
Claims (10)
- フィルム基材表面に、前記フィルム基材を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層を形成する塗布工程と、
前記紫外線硬化樹脂層をロール状のマスタースタンパ型に密着させ、前記マスタースタンパ型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンを前記紫外線硬化樹脂層に形成するパターン形成工程と、
周囲の酸素を除いた状態で、前記凹凸パターンが形成された紫外線硬化樹脂層に前記紫外光線を照射し、前記紫外線硬化樹脂層を硬化する照射工程とを備え、
前記フィルム基材は、３２０ｎｍ以上の波長の光に対して８０％以上の透過率を有し、
前記光重合開始剤は、３１０ｎｍ〜４００ｎｍにおいて光吸収帯を有し、オキシムエステル系およびα―アミノケトン系の少なくとも一方を含む、
テープ状パターン媒体の製造方法。 - 前記紫外線硬化樹脂は、アクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含む、請求項１記載のテープ状パターン媒体の製造方法。
- 前記マスタースタンパ型に密着した状態における前記紫外線硬化樹脂層の厚みは、１．０μｍ以下である、請求項１記載のテープ状パターン媒体の製造方法。
- 前記照射工程は、前記紫外線硬化樹脂層が前記マスタースタンパ型に密着した状態で行われ、
前記マスタースタンパ型から剥離された後の前記紫外線硬化樹脂層に紫外光線を追加照射する追加照射工程をさらに備えた、請求項３に記載のテープ状パターン媒体の製造方法。 - フィルム基材と、
前記フィルム基材の表面に設けられ、マスタースタンパ型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンが形成されたパターン樹脂層とを備え、
前記パターン樹脂層は、前記フィルム基材を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂によって形成され、
前記パターン樹脂層の厚みは、１．０μｍ以下であり、
前記フィルム基材は、３２０ｎｍ以上の波長の光に対して８０％以上の透過率を有し、
前記光重合開始剤は、３１０ｎｍ〜４００ｎｍにおいて光吸収帯を有し、オキシムエステル系およびα―アミノケトン系の少なくとも一方を含む、
テープ状パターン媒体。 - 前記紫外線硬化樹脂は、アクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含む、請求項５記載のテープ状パターン媒体。
- フィルム基材を搬送する搬送部と、
搬送される前記フィルム基材の表面に、前記フィルム基材を透過する波長の紫外光線に対して吸収を有する光重合開始剤が含有された紫外線硬化樹脂を塗布し、紫外線硬化樹脂層を形成する塗布部と、
表面に凹凸パターンを有する、ロール状のマスタースタンパ型と、
前記紫外線硬化樹脂層に前記マスタースタンパ型の凹凸パターンに対応する凹凸パターンを形成するために、前記紫外線硬化樹脂層が形成されたフィルム基材が前記ロール状のマスタースタンパ型に密着する密着状態を形成する密着状態形成部と、
前記マスタースタンパ型に密着された紫外線硬化樹脂層に前記紫外光線を照射し、前記紫外線硬化樹脂層を硬化する照射部と、
前記紫外線硬化樹脂層に前記紫外線が照射される領域から酸素を取り除くための酸素除去部とを備え、
前記フィルム基材は、３２０ｎｍ以上の波長の光に対して８０％以上の透過率を有し、
前記光重合開始剤は、３１０ｎｍ〜４００ｎｍにおいて光吸収帯を有し、オキシムエステル系およびα―アミノケトン系の少なくとも一方を含む、
テープ状パターン媒体の製造装置。 - 前記紫外線硬化樹脂は、アクリルエステルモノマー及びアクリルエステルオリゴマーの少なくとも一方を含む、請求項７記載のテープ状パターン媒体の製造装置。
- 前記マスタースタンパ型に密着された状態における前記紫外線硬化樹脂の厚みは、１．０μｍ以下である、請求項７記載のテープ状パターン媒体の製造装置。
- 前記マスタースタンパ型から剥離された後の前記紫外線硬化樹脂層に紫外光線を追加照射する追加照射部をさらに備えた、請求項９に記載のテープ状パターン媒体の製造装置。
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