JP6452557B2 - Manufacturing method of surface-modifiable laminates - Google Patents

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Description

本発明は、表面修飾可能な新規な積層体の製法に関する。さらに詳しくは、本発明は、基材層と、この基材層の上に形成された、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質した表面を有する光硬化膜層とを含んでなる表面修飾可能な積層体の製法に関する。   The present invention relates to a method for producing a novel laminate capable of surface modification. More specifically, the present invention relates to a base layer and a surface that has been modified to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers formed on the base layer. The present invention relates to a method for producing a surface-modifiable laminate comprising a photocured film layer.

各種プラスチックス、金属、ガラス、セルロース等の材料からなる基材層の表面や、基材層の上に形成させた層の表面を機能化させるため、各種の表面処理法が知られている。一般的には、これら表面処理法を利用して、直接、基材層の表面を処理することにより、機能化が行われる。基材層の上に層を形成させた場合は、基材層との密着性が不十分であることがあり、その際に密着性を向上させるための下地層を設けることもある。   Various surface treatment methods are known in order to functionalize the surface of a base material layer made of materials such as various plastics, metals, glass, and cellulose, and the surface of a layer formed on the base material layer. In general, functionalization is performed by directly treating the surface of the base material layer using these surface treatment methods. When the layer is formed on the base material layer, the adhesiveness with the base material layer may be insufficient, and in that case, an underlayer for improving the adhesiveness may be provided.

上記表面処理法としては、例えば、フレーム処理、コロナ処理、大気圧プラズマ処理、オゾン処理、UV/オゾン処理等のドライ処理や、アルカリ、酸、過酸化物、アミン類等による薬液処理のウェット処理等の方法がある。これらの表面処理法による機能化の例として、親水性、帯電防止性、防曇性等の各特性の付与、表面クリーニング等が挙げられる。   Examples of the surface treatment method include dry treatment such as flame treatment, corona treatment, atmospheric pressure plasma treatment, ozone treatment, UV / ozone treatment, and wet treatment of chemical treatment with alkali, acid, peroxide, amines, etc. There are methods. Examples of functionalization by these surface treatment methods include imparting various properties such as hydrophilicity, antistatic properties and antifogging properties, and surface cleaning.

また、このような表面処理法により基材層の表面を表面処理した後、さらに、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾(又は表面修飾)によって機能化させることも行われており、例えば、印刷、撥水、撥油、導電、遮光、赤外線遮蔽、紫外線遮蔽、遮熱、抗菌、抗ウイルス、抗原・抗体反応の反応場等の機能化が行われる。   Moreover, after surface-treating the surface of the base material layer by such a surface treatment method, it is further functionalized by chemical modification (or surface modification) using various surface modifiers. Functionalization of printing, water repellency, oil repellency, electrical conductivity, light shielding, infrared shielding, ultraviolet shielding, heat shielding, antibacterial, antiviral, antigen / antibody reaction reaction fields, etc. is performed.

改質のための表面処理法として、上述のドライ処理を行う場合、該ドライ処理は、表面の変質による外観不良を除き、ウェット処理と比べて、基材層に表面処理法に由来する汚れが付きにくい、生産性が高い等の利点がある。しかし、基材層を構成する素材によっては、改質表面の経時変化による劣化、処理ムラによる改質表面への塗布剤の密着不良や、塗布剤のハジキの問題がある。   As a surface treatment method for modification, when the above-described dry treatment is performed, the dry treatment is free from contamination due to the surface treatment method in the base material layer as compared with the wet treatment, except for appearance defects due to surface alteration. There are advantages such as low sticking and high productivity. However, depending on the material constituting the base material layer, there are problems of deterioration due to aging of the modified surface, poor adhesion of the coating agent to the modified surface due to processing unevenness, and repellency of the coating agent.

一方、ウェット処理は、薬液の洗浄不足による外観不良、生産性が低い等の問題がある。   On the other hand, wet processing has problems such as poor appearance due to insufficient cleaning of chemicals and low productivity.

さらに、最近では、ドライ処理法として、真空紫外線(VUV)処理が行われている。VUV処理は、紫外線(UV)/オゾン処理と比べて、有機物残渣の分解、表面洗浄効果が高いこと知られている(非特許文献1)。   Furthermore, recently, vacuum ultraviolet (VUV) treatment is performed as a dry treatment method. It is known that VUV treatment has a higher effect of decomposing organic residues and cleaning the surface than ultraviolet (UV) / ozone treatment (Non-Patent Document 1).

しかし、非特許文献1には、VUV処理により処理された表面が、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質されることは開示されていない。   However, Non-Patent Document 1 does not disclose that the surface treated by the VUV treatment is modified so as to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers.

また、VUV処理を利用する方法の1つとして、ガスバリア性フィルムの製造方法が知られている(特許文献1)。この製法は、基材の少なくとも一方の面側に、ガスバリア層と、該ガスバリア層上に形成された保護層とを有するガスバリア性フィルムを製造するに当たり、保護層を形成する有機珪素化合物をVUV処理して、有機珪素化合物をシリカ転化させている。   Moreover, as one of methods using VUV treatment, a method for producing a gas barrier film is known (Patent Document 1). In this production method, when producing a gas barrier film having a gas barrier layer and a protective layer formed on the gas barrier layer on at least one surface side of the substrate, the organic silicon compound forming the protective layer is treated with VUV treatment. Thus, the organosilicon compound is converted to silica.

特許文献1には、有機珪素化合物を含む層をVUV処理することにより、有機珪素化合物を含む層がシリカ転化するとの記載はあるものの、VUV処理により、表面が各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質されることは開示されていない。   Although there is a description in Patent Document 1 that a layer containing an organosilicon compound is converted to silica by subjecting the layer containing an organosilicon compound to VUV treatment, chemicals using various surface modifiers on the surface by VUV treatment are disclosed. It is not disclosed that it can be easily functionalized via modification.

特開2013−52561号公報JP2013-52561A

ウシオ電機 光技術情報誌「ライトエッジ」No.36〈特集号第一回〉2012年3月発行 ナノインプリントにおけるVUV洗浄・改質技術USHIO ELECTRIC OPTICAL TECHNOLOGY "LIGHT EDGE" No.36 <Special Issue No.1> Issued in March 2012 VUV Cleaning and Modification Technology in Nanoimprint

本発明は、化学修飾可能な新規な積層体、さらに詳しくは、基材層と、この基材層の上に形成された、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質した表面を有する光硬化膜層とを含んでなる表面修飾可能な積層体を提供することを目的とする。   The present invention is a novel laminate that can be chemically modified, and more specifically, easily functionalized through chemical modification using a base material layer and various surface modifiers formed on the base material layer. An object of the present invention is to provide a surface-modifiable laminate comprising a photocured film layer having a surface modified as described above.

発明者らは、基材層の一方の表面上に、重合性単量体、珪素化合物および光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光を照射して、前記光硬化性組成物を硬化させることによって光硬化膜層を形成し、該光硬化膜層に波長183nm以下の光を含む真空紫外光を照射して、前記光硬化膜層の表面を、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質することにより、表面修飾可能な改質表面を有する積層体が製造できることを見出し、本発明に至った。   The inventors apply a photocurable composition containing a polymerizable monomer, a silicon compound, and a photopolymerization initiator on one surface of the base material layer to form a coating film. A photocured film layer is formed by irradiating light to cure the photocurable composition, and the photocured film layer is irradiated with vacuum ultraviolet light containing light having a wavelength of 183 nm or less. The present inventors have found that a laminate having a modified surface capable of surface modification can be produced by modifying the surface of the layer so as to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers. Invented.

本発明によれば、重合性単量体、珪素化合物および光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を使用し、基材層上に塗布した後、光照射して硬化させることによって前記光硬化膜層を形成し、該光硬化膜層に、波長183nm以下の光を含む真空紫外光を照射して、前記光硬化膜層の表面を改質することにより、基材層と、改質した表面を有する光硬化膜層との間に下地層を設けなくても、ドライ処理で問題となっている表面処理の経時変化による劣化、処理ムラによる密着不良および塗布剤のハジキ、ドライ処理や、ウェット処理で問題となっている外観不良、生産性等に優れた表面修飾可能な積層体を製造できるとの効果が達成される。   According to the present invention, a photocurable composition containing a polymerizable monomer, a silicon compound, and a photopolymerization initiator is used, and after applying on the base material layer, the light is irradiated and cured, thereby the light. A cured film layer is formed, and the photocured film layer is irradiated with vacuum ultraviolet light containing light having a wavelength of 183 nm or less to modify the surface of the photocured film layer, thereby modifying the base material layer and the modified material layer. Even if no undercoat layer is provided between the photocured film layer and the surface, the deterioration due to aging of the surface treatment, which is a problem in dry treatment, poor adhesion due to treatment unevenness, repellency of the coating agent, dry treatment, In addition, the effect of being able to produce a surface-modifiable laminate having excellent appearance defects and productivity, which are problems in wet processing, is achieved.

本発明による表面修飾可能な積層体の用途に応じて、光硬化膜層が所望の凹凸パターンを有することが要求される場合には、本発明の光硬化性組成物は、特に、インプリント法(ナノインプリントを含む)に適するものであり、インプリント法に従って、良好に、型からパターンを転写することができ、しかも、光硬化性組成物は基材層に対する密着性が良好であるため、下地層を設けなくても良い。   When the photocured film layer is required to have a desired uneven pattern according to the use of the surface-modifiable laminate according to the present invention, the photocurable composition of the present invention is particularly suitable for imprinting. It is suitable for (including nanoimprint), and can transfer the pattern from the mold well in accordance with the imprint method. Moreover, since the photocurable composition has good adhesion to the base material layer, It is not necessary to provide a formation.

本発明は、基材層と、この基材層の上に形成された、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾によって容易に機能化されるように改質された表面を有する光硬化膜層とを含んでなる表面修飾可能な積層体を製造する方法であって、前記基材層の一方の表面上に、重合性単量体、珪素化合物および光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光を照射して、前記光硬化性組成物を硬化させることによって光硬化膜層を形成し、該光硬化膜層に波長183nm以下の光を含む真空紫外光を照射して、前記光硬化膜層の表面を、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質することを特徴とする表面修飾可能な積層体の製法に関する。   The present invention relates to a photocurable film layer having a base material layer and a surface formed on the base material layer so as to be easily functionalized by chemical modification using various surface modifiers. And a photocurable composition containing a polymerizable monomer, a silicon compound and a photopolymerization initiator on one surface of the base material layer. A coating film is formed by applying an object, and the coating film is irradiated with light to cure the photocurable composition to form a photocured film layer, and the photocured film layer has a wavelength of 183 nm or less. Irradiating vacuum ultraviolet light containing light to modify the surface of the photocured film layer so as to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers The present invention relates to a method for producing a modifiable laminate.

本発明において使用する光硬化性組成物について説明する。   The photocurable composition used in the present invention will be described.

光硬化性組成物は、重合性単量体、珪素化合物および光重合開始剤を含んでなるものである。本発明では、公知の重合性単量体を、何ら制限なく用いることができるが、樹脂フィルム等の基材層との密着性、さらに、生産性に優れていることも重要であり、樹脂フィルム等の基材層との密着性や、生産性の観点から見ると、光硬化性の重合性単量体が好ましい。一般的に、光硬化性組成物の光重合性単量体としては、好ましくは、(メタ)アクリル基を有する重合性単量体を含有するものが使用される。なお、本発明において使用する用語「(メタ)アクリル基」は、アクリル基又はメタクリル基を意味する。なお、「(メタ)アクリル基を有する重合性単量体」は、後述する珪素化合物である一般式(3)で示される(メタ)アクリル基含有アルコキシシランおよびその加水分解物を含まないものとする。   The photocurable composition comprises a polymerizable monomer, a silicon compound, and a photopolymerization initiator. In the present invention, a known polymerizable monomer can be used without any limitation, but it is also important that the adhesiveness with a base material layer such as a resin film, and further excellent productivity, From the viewpoint of adhesion to a substrate layer such as the above, and productivity, a photocurable polymerizable monomer is preferable. In general, as the photopolymerizable monomer of the photocurable composition, a monomer containing a polymerizable monomer having a (meth) acryl group is preferably used. The term “(meth) acrylic group” used in the present invention means an acrylic group or a methacrylic group. The “polymerizable monomer having a (meth) acrylic group” does not include a (meth) acrylic group-containing alkoxysilane represented by the general formula (3) which is a silicon compound described later and a hydrolyzate thereof. To do.

以下、(メタ)アクリル基を有する重合性単量体について説明する。   Hereinafter, the polymerizable monomer having a (meth) acryl group will be described.

(メタ)アクリル基を有する重合性単量体(重合性単量体)
本発明において、(メタ)アクリル基を有する重合性単量体(以下、単に「重合性単量体」とも言う)は、特に制限されるものではなく、光重合に使用される公知の重合性単量体を使用することができる。この重合性単量体の例としては、(メタ)アクリル基を有し、分子中に珪素原子を含まない重合性単量体が挙げられる。これら重合性単量体は、1分子中に1つの(メタ)アクリル基を有する単官能重合性単量体であってもよいし、1分子中に2つ以上の(メタ)アクリル基を有する多官能重合性単量体であってもよい。さらには、これら単官能重合性単量体および多官能重合性単量体を組み合わせて使用することもできる。
Polymerizable monomer having a (meth) acryl group (polymerizable monomer)
In the present invention, the polymerizable monomer having a (meth) acryl group (hereinafter also simply referred to as “polymerizable monomer”) is not particularly limited, and is a known polymerizable used for photopolymerization. Monomers can be used. Examples of the polymerizable monomer include polymerizable monomers having a (meth) acryl group and containing no silicon atom in the molecule. These polymerizable monomers may be monofunctional polymerizable monomers having one (meth) acryl group in one molecule, or have two or more (meth) acryl groups in one molecule. A polyfunctional polymerizable monomer may be used. Furthermore, these monofunctional polymerizable monomers and polyfunctional polymerizable monomers can also be used in combination.

重合性単量体の例を具体的に例示すれば、1分子中に1つの(メタ)アクリル基を有する単官能重合性単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート(用語「(メタ)アクリレート」は、アクリレート又はメタクリレートを意味する)、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、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−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、イソデシル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、n−ラウリル(メタ)アクリレート、n−ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、長鎖アルキル(メタ)アクリレート、n−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(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、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコール(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(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、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メトキシエチレングリコール変性(メタ)アクリレート、エトキシエチレングリコール変性(メタ)アクリレート、プロポキシエチレングリコール変性(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール変性(メタ)アクリレート、エトキシプロピレングリコール変性(メタ)アクリレート、プロポキシプロピレングリコール変性(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、アダマンタン(メタ)アクリレート誘導体、アクリロイルモルホリン等の脂肪族アクリレート;ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシメチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチレングリコール変性(メタ)アクリレート、フェノキシプロピレングリコール変性(メタ)アクリレート、ヒドロキシフェノキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロフェノキシキシエチレングリコール変性(メタ)アクリレート、ヒドロキシフェノキシプロピレングリコール変性(メタ)アクリレート、アルキルフェノールエチレングリコール変性(メタ)アクリレート、アルキルフェノールプロピレングリコール変性(メタ)アクリレート、分子内にο−フェニルフェノール基を有する単量体等の芳香環を有する(メタ)アクリレート等が挙げられる。   If the example of a polymerizable monomer is illustrated concretely, as a monofunctional polymerizable monomer which has one (meth) acryl group in 1 molecule, methyl (meth) acrylate (The term "(meta ) "Acrylate" means acrylate or methacrylate), ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (Meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, isoamyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, n-lauryl (meth) acrylate, n-stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, long chain alkyl (Meth) acrylate, n-butyl Xylethyl (meth) acrylate, butoxydiethylene glycol (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meta) ) Acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxy Ethyl (meth) acrylamide, 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methoxyethylene glyco Modified (meth) acrylate, ethoxyethylene glycol modified (meth) acrylate, propoxyethylene glycol modified (meth) acrylate, methoxypropylene glycol modified (meth) acrylate, ethoxypropylene glycol modified (meth) acrylate, propoxypropylene glycol modified (meth) Acrylate, isobornyl (meth) acrylate, adamantane (meth) acrylate derivative, aliphatic acrylate such as acryloylmorpholine; benzyl (meth) acrylate, phenoxymethyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenoxyethylene glycol modified (meth) Acrylate, phenoxypropylene glycol modified (meth) acrylate, hydroxyphenoxyethyl (meta ) Acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, hydrophenoxyethylene glycol modified (meth) acrylate, hydroxyphenoxypropylene glycol modified (meth) acrylate, alkylphenol ethylene glycol modified (meth) acrylate, alkylphenol propylene glycol modified (Meth) acrylate, (meth) acrylate having an aromatic ring such as a monomer having an o-phenylphenol group in the molecule, and the like.

1分子中に2つの(メタ)アクリル基を有する多官能重合性単量体(2官能重合性単量体)としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリオレフィングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクリロキシプロパン、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジ(メタ)アクリレート;エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、フルオレン構造を有するジ(メタ)アクリレート等の芳香環を有するジ(メタ)アクリレートが挙げられる。   As a polyfunctional polymerizable monomer (bifunctional polymerizable monomer) having two (meth) acryl groups in one molecule, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, Polyolefin glycol di (meth) acrylate, ethoxylated polypropylene glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl methacrylate, 2-hydroxy-1,3-dimethacryloxypropane, dioxane glycol di (meth) acrylate , Tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (Meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,8-octanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, butyl Aliphatic di (meth) acrylates such as ethylpropanediol di (meth) acrylate and 3-methyl-1,5-pentanediol di (meth) acrylate; ethoxylated bisphenol A di (meth) acrylate, propoxylated ethoxylated bisphenol A Examples include di (meth) acrylate having an aromatic ring such as di (meth) acrylate, ethoxylated bisphenol F di (meth) acrylate, and di (meth) acrylate having a fluorene structure.

さらに、該多官能重合性単量体において、1分子中に3つ以上の(メタ)アクリル基を有する重合性単量体としては、エトキシ化グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールポリアクリレートが挙げられる。   Further, in the polyfunctional polymerizable monomer, as the polymerizable monomer having three or more (meth) acryl groups in one molecule, ethoxylated glycerin tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meta) ) Acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, Examples include ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate and dipentaerythritol polyacrylate.

また、上記重合性単量体は、単独でも良いし、複数種類のものを組み合わせて使用しても良い。   Moreover, the said polymerizable monomer may be individual and may be used in combination of multiple types.

次に、珪素化合物について説明する。
珪素化合物
本発明で使用する光硬化性組成物は、上記した重合性単量体に加えて、珪素化合物を含有する。本発明によれば、光硬化性組成物中に珪素化合物が存在するため、VUV処理により、光硬化膜層の表面における表面修飾に好ましい改質がなされる。
Next, the silicon compound will be described.
Silicon Compound The photocurable composition used in the present invention contains a silicon compound in addition to the polymerizable monomer described above. According to the present invention, since a silicon compound is present in the photocurable composition, the VUV treatment provides a preferable modification for surface modification on the surface of the photocured film layer.

珪素化合物の中でも、シロキサン結合を有する珪素化合物がより好ましい。このようなシロキサン結合を有する珪素化合物としては、公知の如何なる化合物をも使用することが可能であるが、アルコキシシラン類又はアルコキシシラン類の加水分解物を使用することが好ましく、アルコキシシラン類又はアルコキシシラン類の加水分解物としては、例えば、下記のような化合物を使用できる。   Among silicon compounds, a silicon compound having a siloxane bond is more preferable. As the silicon compound having such a siloxane bond, any known compound can be used, but alkoxysilanes or hydrolysates of alkoxysilanes are preferably used, and alkoxysilanes or alkoxysilanes are preferably used. As the hydrolyzate of silanes, for example, the following compounds can be used.

アルコキシシラン類又はアルコキシシラン類の加水分解物
アルコキシシラン類としては、アルコキシ基が珪素原子に対して1つ以上結合している一般的なアルコキシシランの他に、アルコキシ基を除く基として、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等の芳香環を有するアルコキシシラン、(メタ)アクリル基、エポキシ基、チオール基、水酸基、カルボキシル基、ホスホニウム基、スルホニル基等の官能基を有するアルコキシシラン、フッ素、塩素等のハロゲン元素を有するアルコキシシランであってもよく、それらの混合物から構成されていても良い。
Alkoxysilanes or hydrolysates of alkoxysilanes As alkoxysilanes, in addition to a general alkoxysilane in which one or more alkoxy groups are bonded to a silicon atom, a group other than an alkoxy group may be a phenyl group. , Alkoxysilane having an aromatic ring such as naphthyl group, biphenyl group, alkoxysilane having a functional group such as (meth) acryl group, epoxy group, thiol group, hydroxyl group, carboxyl group, phosphonium group, sulfonyl group, fluorine, chlorine, etc. It may be an alkoxysilane having a halogen element, or a mixture thereof.

アルコキシシラン類の加水分解物は、上記アルコキシシラン類のアルコキシ基の一部又は全部の加水分解による生成物、アルコキシシランの重縮合体、該重縮合体のアルコキシ基の一部又は全部の加水分解による生成物およびこれらの種々の混合物を意味する。   The hydrolyzate of alkoxysilanes is a product of hydrolysis of a part or all of the alkoxy groups of the above alkoxysilanes, a polycondensate of alkoxysilane, and a hydrolysis of part or all of the alkoxy groups of the polycondensate. Means products and various mixtures thereof.

アルコキシシラン類の加水分解物と重合性単量体との間の分散性が、より良いほど、パターン転写が容易になる。分散性を良好にするには、重合性単量体が有する官能基に応じて、例えば、重合性単量体が(メタ)アクリル基を有する重合性単量体である場合には、アルコキシシラン類の加水分解物として、(メタ)アクリル基を有するアルコキシシランの加水分解物を使用することが好ましく、重合性単量体がエポキシ基を有するものである場合には、エポキシ基含有するアルコキシシランの加水分解物が好ましい。   The better the dispersibility between the hydrolyzate of alkoxysilanes and the polymerizable monomer, the easier the pattern transfer. In order to improve the dispersibility, depending on the functional group of the polymerizable monomer, for example, when the polymerizable monomer is a polymerizable monomer having a (meth) acryl group, alkoxysilane is used. It is preferable to use a hydrolyzate of an alkoxysilane having a (meth) acrylic group as a hydrolyzate of the class, and when the polymerizable monomer has an epoxy group, an alkoxysilane containing an epoxy group The hydrolyzate is preferred.

アルコキシシラン類である一般的なアルコキシシラン、(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン、ハロゲン元素を有するアルコキシシランについて説明する。   General alkoxysilanes that are alkoxysilanes, (meth) acryl group-containing alkoxysilanes, and alkoxysilanes having a halogen element will be described.

一般的なアルコキシシラン又はその加水分解物
アルコキシシラン類の内、一般的なアルコキシシランとしては、一般式(1)

Figure 0006452557

(式中、R1は、同種又は異種の炭素数1〜4のアルキル基であり、nは1〜10の整数である)で示されるアルコキシシランを好ましく用いることができる。 Among general alkoxysilanes or hydrolyzate alkoxysilanes thereof , general alkoxysilanes include those represented by the general formula (1)
Figure 0006452557

An alkoxysilane represented by the formula (wherein R 1 is the same or different alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is an integer of 1 to 10) can be preferably used.

上記アルコキシシランの中でも、nが1を超えるもの又はその加水分解物を使用した場合、得られる光硬化性組成物は、インプリント法によって型からパターン転写する際に、より比較的低い圧力でのパターンの転写に有利となる。また、上記アルコキシシラン又はその加水分解物を用いることにより、基材への密着性を良くすることができる。   Among the above alkoxysilanes, when n exceeds 1 or a hydrolyzate thereof, the resulting photocurable composition can be obtained at a relatively lower pressure when pattern transfer is performed from a mold by an imprint method. This is advantageous for pattern transfer. Moreover, the adhesiveness to a base material can be improved by using the said alkoxysilane or its hydrolyzate.

一般式(1)において、炭素数1〜4のアルキル基であるR1は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、ter−ブチル基が挙げられ、中でも、メチル基、エチル基が好ましい。 In the general formula (1), R 1 which is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms includes a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, and a ter-butyl group. Of these, a methyl group and an ethyl group are preferable.

これらアルコキシシランを具体的に例示すれば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、およびそれらの重縮合物が挙げられる。なかでも、塗膜を形成した後、容易に除去できるアルコールであること、反応性等の理由から、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、およびそれらの重縮合物が好ましく、特に、nの値又はnの平均値が3〜7となるテトラメトキシシラン、又はテトラエトキシシランの重縮合物が好ましい。   Specific examples of these alkoxysilanes include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, and polycondensates thereof. Of these, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, and polycondensates thereof are preferred because they are alcohols that can be easily removed after forming a coating film, and because of reactivity, in particular, the value of n or n Is preferably tetramethoxysilane having a mean value of 3 to 7, or a polycondensate of tetraethoxysilane.

(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン又はその加水分解物
(メタ)アクリル基含有アルコキシシランとしては、一般式(2)

Figure 0006452557

(式中、R2は、水素原子又はメチル基であり;R3は、炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数3〜10のシクロアルキレン基又は炭素数3〜10のポリメチレン基であり;R4は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数3〜4のシクロアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基であり;R5は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数3〜4のシクロアルキル基であり;lは1〜3の整数であり、mは0〜2の整数であり、kは1〜3の整数であり、l+m+kは4であり;R2、R3、R4およびR5がそれぞれ複数存在する場合には、その複数のR2、R3、R4およびR5は、同種又は異種の基であってよい)で示される(メタ)アクリル基含有アルコキシシランを好ましく用いることができる。 The (meth) acrylic group-containing alkoxysilane or a hydrolyzate thereof (meth) acrylic group-containing alkoxysilane has the general formula (2)
Figure 0006452557

Wherein R 2 is a hydrogen atom or a methyl group; R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms, or a polymethylene group having 3 to 10 carbon atoms; R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; R 5 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or 3 carbon atoms. L is an integer of 1 to 3, m is an integer of 0 to 2, k is an integer of 1 to 3, and l + m + k is 4; R 2 , R 3 , R 4 and R 5 each having a plurality thereof, the plurality of R 2 , R 3 , R 4 and R 5 may be the same or different groups). Alkoxysilane can be preferably used.

重合性単量体として(メタ)アクリル基を有する重合性単量体を用いる場合、上記(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン又はその加水分解物を使用することにより、分散性のよい光硬化性組成物が得られ、濾過による精製が容易となり、生産性が良好となり、好ましい。また、光硬化性組成物が、この(メタ)アクリル基含有アルコキシシラン又はその加水分解物を含む場合、光硬化により得られる硬化膜の微細な構造において、無機成分と有機成分とが比較的均質な状態で分散したものとなる(無機成分が極端に凝集したような分散状態とはならない)。その結果、均一な光硬化膜層を形成することができるものと推定される。   When a polymerizable monomer having a (meth) acrylic group is used as the polymerizable monomer, a photocurable composition with good dispersibility can be obtained by using the above (meth) acrylic group-containing alkoxysilane or a hydrolyzate thereof. A product is obtained, purification by filtration is easy, productivity is good, and this is preferable. Further, when the photocurable composition contains this (meth) acrylic group-containing alkoxysilane or a hydrolyzate thereof, the inorganic component and the organic component are relatively homogeneous in the fine structure of the cured film obtained by photocuring. (The inorganic component does not become a dispersed state that is extremely aggregated). As a result, it is estimated that a uniform photocured film layer can be formed.

前記一般式(2)において、R2は水素原子又はメチル基である。中でも、水素原子の方が、光硬化性組成物を硬化させる際の光硬化速度が速いので好ましい。 In the general formula (2), R 2 is a hydrogen atom or a methyl group. Among these, a hydrogen atom is preferable because the photocuring speed when curing the photocurable composition is high.

3は、炭素数1〜10のアルキレン基又は炭素数3〜10のシクロアルキレン基である。具体的には、炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、シクロプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、シクロブチレン基、シクロプロピルメチレン基、2,2−ジメチルプロピレン基、2−メチルブチレン基、2−メチル−2−ブチレン基、3−メチルブチレン基、3−メチル−2−ブチレン基、ペンチレン基、2−ペンチレン基、3−ペンチレン基、2,3−ジメチル−2−ブチレン基、3,3−ジメチルブチレン基、3,3−ジメチル−2−ブチレン基、2−エチルブチレン基、ヘキシレン基、2−ヘキシレン基、3−ヘキシレン基、2−メチルペンチレン基、2−メチル−2−ペンチレン基、2−メチル−3−ペンチレン基、3−メチルペンチレン基、3−メチル−2−ペンチレン基、3−メチル−3−ペンチレン基、4−メチルペンチレン基、4−メチル−2−ペンチレン基、2,2−ジメチル−3−ペンチレン基、2,3−ジメチル−3−ペンチレン基、2,4−ジメチル−3−ペンチレン基、4,4−ジメチル−2−ペンチレン基、3−エチル−3−ペンチレン基、ヘプチレン基、2−ヘプチレン基、3−ヘプチレン基、2−メチル−2−ヘキシレン基、2−メチル−3−ヘキシレン基、5−メチルヘキシレン基、5−メチル−2−ヘキシレン基、2−エチルヘキシレン基、6−メチル−2−ヘプチレン基、4−メチル−3−ヘプチレン基、オクチレン基、2−オクチレン基、3−オクチレン基、2−プロピルペンチレン基、2,4,4−トリメチルペンチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基等が挙げられる。なかでも、炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基が好ましい。炭素数3〜10のシクロアルキレン基としては、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等が挙げられる。 R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms. Specifically, examples of the alkylene group having 1 to 10 carbon atoms include methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, cyclopropylene group, butylene group, isobutylene group, sec-butylene group, tert-butylene group, cyclohexane. Butylene group, cyclopropylmethylene group, 2,2-dimethylpropylene group, 2-methylbutylene group, 2-methyl-2-butylene group, 3-methylbutylene group, 3-methyl-2-butylene group, pentylene group, 2 -Pentylene group, 3-pentylene group, 2,3-dimethyl-2-butylene group, 3,3-dimethylbutylene group, 3,3-dimethyl-2-butylene group, 2-ethylbutylene group, hexylene group, 2- Hexylene group, 3-hexylene group, 2-methylpentylene group, 2-methyl-2-pentylene group, 2-methyl-3-pentylene group, 3-methylpentylene group, 3-methyl-2-pentylene group, 3-methyl-3-pentylene group, 4-methylpentylene group, 4-methyl-2-pentylene group, 2,2-dimethyl-3-pentylene Group, 2,3-dimethyl-3-pentylene group, 2,4-dimethyl-3-pentylene group, 4,4-dimethyl-2-pentylene group, 3-ethyl-3-pentylene group, heptylene group, 2-heptylene Group, 3-heptylene group, 2-methyl-2-hexylene group, 2-methyl-3-hexylene group, 5-methylhexylene group, 5-methyl-2-hexylene group, 2-ethylhexylene group, 6- Methyl-2-heptylene group, 4-methyl-3-heptylene group, octylene group, 2-octylene group, 3-octylene group, 2-propylpentylene group, 2,4,4-trimethylpentylene group, Methylene group, tetramethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, and the like. Especially, as a C1-C10 alkylene group, a methylene group, ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group are preferable. Examples of the cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms include a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cyclooctylene group.

4は、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数3〜4のシクロアルキル基又は炭素数6〜12のアリール基である。具体的には、炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基;炭素数3〜4のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基;炭素数6〜12のアリール基としてはフェニル基、ベンジル基等のベンゼン誘導体、1−ナフチル基、2−ナフチル基、o−メチルナフチル基等のナフタレン誘導体が挙げられ、なかでも、メチル基、エチル基が好ましい。 R 4 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. Specifically, examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group; Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopropylmethyl group; examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include benzene derivatives such as a phenyl group and a benzyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, and o- Naphthalene derivatives such as a methyl naphthyl group can be mentioned, and among them, a methyl group and an ethyl group are preferable.

5は、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数3〜4のシクロアルキル基である。具体的には、炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基;炭素数3〜4のシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロプロピルメチル基が挙げられる。具体的には、R5は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基であることが好ましい。 R 5 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 4 carbon atoms. Specifically, examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, and tert-butyl group; Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopropylmethyl group. Specifically, R 5 is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, or a butyl group.

lは0〜2の整数であり、mは0〜2の整数であり、kは1〜3の整数であり、l+m+kは4である。   l is an integer of 0-2, m is an integer of 0-2, k is an integer of 1-3, and l + m + k is 4.

このような(メタ)アクリル基含有アルコキシシランを具体的に例示すれば、トリメトキシシリルメチレン(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルジメチレン(メタ)アクリレート、トリメトキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、トリエトキシシリルメチレン(メタ)アクリレート、トリエトキシシリルジメチレン(メタ)アクリレート、トリエトキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、トリプロポキシシリルメチレン(メタ)アクリレート、トリプロポキシシリルエチレ(メタ)アクリレート、トリプロポキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、トリブトキシシリルメチレン(メタ)アクリレート、トリブトキシシリルジメチレン(メタ)アクリレート、トリブトキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、トリイソプロポキシシリルメチレン(メタ)アクリレート、トリイソプロポキシシリルジメチレン(メタ)アクリレート、トリイソプロポキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、ジメトキシメチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、ジメトキシメチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、ジメトキシメチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、ジエトキシメチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、ジエトキシメチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、ジエトキシメチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、ジメトキシエチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、ジメトキシエチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、ジメトキシエチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、ジエトキシエチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、ジエトキシエチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、ジエトキシエチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、メトキシジメチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、メトキシジメチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、メトキシジメチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、エトキシジメチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、エトキシジメチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、エトキシジメチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、メトキシジエチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、メトキシジエチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、メトキシジエチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、エトキシジエチルシリルメチレン(メタ)アクリレート、エトキシジエチルシリルジメチレン(メタ)アクリレート、エトキシジエチルシリルトリメチレン(メタ)アクリレート等が挙げられる。なかでも、トリメトキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレート、トリエトキシシリルトリメチレン(メタ)アクリレートが好ましい。   Specific examples of such (meth) acrylic group-containing alkoxysilanes include trimethoxysilylmethylene (meth) acrylate, trimethoxysilyldimethylene (meth) acrylate, trimethoxysilyltrimethylene (meth) acrylate, triethoxy Silylmethylene (meth) acrylate, triethoxysilyldimethylene (meth) acrylate, triethoxysilyltrimethylene (meth) acrylate, tripropoxysilylmethylene (meth) acrylate, tripropoxysilylethylene (meth) acrylate, tripropoxysilyl trimethylene (Meth) acrylate, tributoxysilylmethylene (meth) acrylate, tributoxysilyldimethylene (meth) acrylate, tributoxysilyltrimethylene (meth) acrylate Triisopropoxysilylmethylene (meth) acrylate, triisopropoxysilyldimethylene (meth) acrylate, triisopropoxysilyltrimethylene (meth) acrylate, dimethoxymethylsilylmethylene (meth) acrylate, dimethoxymethylsilyldimethylene (meta) ) Acrylate, dimethoxymethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, diethoxymethylsilylmethylene (meth) acrylate, diethoxymethylsilyldimethylene (meth) acrylate, diethoxymethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, dimethoxyethylsilylmethylene ( (Meth) acrylate, dimethoxyethylsilyldimethylene (meth) acrylate, dimethoxyethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, diet Siethylsilylmethylene (meth) acrylate, diethoxyethylsilyldimethylene (meth) acrylate, diethoxyethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, methoxydimethylsilylmethylene (meth) acrylate, methoxydimethylsilyldimethylene (meth) acrylate, Methoxydimethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, ethoxydimethylsilylmethylene (meth) acrylate, ethoxydimethylsilyldimethylene (meth) acrylate, ethoxydimethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, methoxydiethylsilylmethylene (meth) acrylate, methoxydiethyl Silyldimethylene (meth) acrylate, methoxydiethylsilyltrimethylene (meth) acrylate, ethoxydiethylsilylmeth Examples include lene (meth) acrylate, ethoxydiethylsilyldimethylene (meth) acrylate, and ethoxydiethylsilyltrimethylene (meth) acrylate. Of these, trimethoxysilyltrimethylene (meth) acrylate and triethoxysilyltrimethylene (meth) acrylate are preferable.

ハロゲン元素を有するアルコキシシラン又はその加水分解物
ハロゲン元素を有するアルコキシシランとしては、一般式(3)

Figure 0006452557
(式中、R6およびR8は、それぞれ、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数3〜10のシクロアルキル基であり;R7は、含フッ素アルキル基、含フッ素シクロアルキル基又は含フッ素アルコキシエーテル基であり;aは1〜3の整数であり、bは0〜2の整数であり、ただし、a+b=1〜3であり;R6、R7およびR8がそれぞれ複数存在する場合には、その複数のR6、R7およびR8は、それぞれ同一であっても、異なる基であってもよい)で示されるフッ素化シラン化合物を好ましく用いることができる。このフッ素化シラン化合物又はその加水分解物を使用することにより、基材と光硬化膜層との密着性、およびパターンを形成することが要求される際の金型とパターンが形成された光硬化膜層との間の離型性を向上させることができる。 As the alkoxysilane having a halogen element or its hydrolyzate halogen element, the general formula (3)
Figure 0006452557
Wherein R 6 and R 8 are each an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms; R 7 is a fluorine-containing alkyl group, fluorine-containing cycloalkyl group or A fluorine alkoxy ether group; a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, provided that a + b = 1 to 3; and a plurality of R 6 , R 7 and R 8 are present. In some cases, a plurality of R 6 , R 7 and R 8 may be the same or different groups). By using this fluorinated silane compound or a hydrolyzate thereof, the adhesion between the substrate and the photocured film layer, and the photocuring in which a mold and a pattern are formed when it is required to form a pattern. The releasability between the film layers can be improved.

上記一般式(3)において、R6およびR8は、炭素数1〜10のアルキル基又は炭素数3〜10のシクロアルキル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、ter−ブチル基が挙げられる。具体的には、R6は、メチル基、エチル基、プロピル基であることがより好ましい。 In the general formula (3), R 6 and R 8 are an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or an isopropyl group. Butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, and ter-butyl group. Specifically, R 6 is more preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.

7は、含フッ素アルキル基、含フッ素シクロアルキル基又は含フッ素アルコキシエーテル基である。ここで含フッ素アルキル基とは、アルキル基の1又は2以上の水素原子をフッ素原子に置換したものを意味し、その他の含フッ素シクロアルキル基又は含フッ素アルコキシエーテル基も同様にそれぞれシクロアルキル基、アルコキシエーテル基の1又は2以上の水素原子をフッ素原子に置換したものを意味する。含フッ素アルキル基、および含フッ素アルコキシ基の炭素数は1〜10が好ましく、含フッ素シクロアルキル基の炭素数は3〜10が好ましい。また、本発明における含フッ素アルコキシエーテル基は、一般式(4)

Figure 0006452557

(式中、xは1以上の整数であり、yは2以上の整数である)で表されるアルコキシエーテル基において1又は2以上の水素原子をフッ素原子に置換したものが好ましい。一般式(4)において、xは1〜6、yは5〜50が好ましい。 R 7 is a fluorine-containing alkyl group, a fluorine-containing cycloalkyl group or a fluorine-containing alkoxy ether group. Here, the fluorine-containing alkyl group means one obtained by substituting one or more hydrogen atoms of an alkyl group with a fluorine atom, and other fluorine-containing cycloalkyl groups or fluorine-containing alkoxy ether groups are also cycloalkyl groups. Means an alkoxy ether group in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. The fluorine-containing alkyl group and the fluorine-containing alkoxy group preferably have 1 to 10 carbon atoms, and the fluorine-containing cycloalkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms. Further, the fluorine-containing alkoxy ether group in the present invention has the general formula (4)
Figure 0006452557

In the alkoxy ether group represented by the formula (wherein x is an integer of 1 or more and y is an integer of 2 or more), one in which one or more hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms is preferable. In the general formula (4), x is preferably 1 to 6, and y is preferably 5 to 50.

これらフッ素化シラン化合物を具体的に例示すれば、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)−トリエトキシシラン、(ヘプタデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロデシル)−トリメトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリエトキシシラン、ノナフルオロヘキシルトリメトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)−トリエトキシシラン、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)−トリメトキシシラン、ペンタフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロペンチルトリエトキシシラン、ペンタフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロペンチルトリメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)ジメチルエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルジエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)メチルジメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、パーフルオロプロピルトリエトキシシラン、パーフルオロプロピルトリメトキシシラン、5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−トリデカフルオロ−2−(トリデカフルオロヘキシル)デシルトリエトキシシラン、5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−トリデカフルオロ−2−(トリデカフルオロヘキシル)デシルトリメトキシシラン、パーフルオロドデシル−1H,1H,2H,2H−トリエトキシシラン、パーフルオロドデシル−1H,1H,2H,2H−トリメトキシシラン、パーフルオロテトラデシル−1H,1H,2H,2H−トリエトキシシラン、パーフルオロテトラデシル−1H,1H,2H,2H−トリメトキシシラン、3−(パーフルオロシクロヘキシルオキシ)プロピルトリメトキシシラン等が挙げられ、上記一般式(4)の含フッ素アルコキシエーテル基を有するフッ素化シラン化合物の例としては、商品名としては、例えば、ダイキン工業株式会社製オプツールHD−1100THが挙げられる。これらの中でも、分子同士の相互作用が比較的弱く分子配列構造の乱れから表面剥離性に有利と思われる点、前記一般式(3)の−OR6からなるアルコキシ基の加水分解のし易さを考慮すると、(トリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)−トリメトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシランが好ましい。 Specific examples of these fluorinated silane compounds are (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl) -triethoxysilane, (heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyl). -Trimethoxysilane, nonafluorohexyltriethoxysilane, nonafluorohexyltrimethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) -triethoxysilane, (tridecafluoro-1,1,2) , 2-tetrahydrooctyl) -trimethoxysilane, pentafluoro-1,1,2,2-tetrahydropentyltriethoxysilane, pentafluoro-1,1,2,2-tetrahydropentyltrimethoxysilane, (3,3, 3-trifluoropropyl) dimethylethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) dimethyl Methoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) methyldiethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) methyldimethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) triethoxysilane, ( 3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane, perfluoropropyltriethoxysilane, perfluoropropyltrimethoxysilane, 5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10, 10,10-tridecafluoro-2- (tridecafluorohexyl) decyltriethoxysilane, 5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-tridecafluoro -2- (Tridecafluorohexyl) decyltrimethoxysilane, perfluorododecyl-1H, 1H, 2H, 2H-triethoxysilane, perfluorododecyl-1H, 1H, 2H, 2H-trimeth Sisilane, perfluorotetradecyl-1H, 1H, 2H, 2H-triethoxysilane, perfluorotetradecyl-1H, 1H, 2H, 2H-trimethoxysilane, 3- (perfluorocyclohexyloxy) propyltrimethoxysilane, etc. Examples of the fluorinated silane compound having a fluorine-containing alkoxy ether group of the above general formula (4) include, for example, OPTOOL HD-1100TH manufactured by Daikin Industries, Ltd. Among these, the interaction between molecules is relatively weak and the molecular arrangement structure is disturbed, which is considered advantageous for surface releasability, and the ease of hydrolysis of the alkoxy group consisting of —OR 6 in the general formula (3). (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) -trimethoxysilane and (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane are preferable.

本発明で使用される光硬化性組成物において、珪素化合物は、例えば、重合性単量体が(メタ)アクリル基を有する重合性単量体を含有する場合、前記一般式(2)で表される(メタ)アクリル基含有アルコキシシランを加水分解したものが好ましく、前記一般式(1)で表される一般的なアルコキシシラン、前記一般式(2)で表される(メタ)アクリル基含有アルコキシシランおよび前記一般式(3)で表されるハロゲン元素を有するアルコキシシランのフッ素化シラン化合物を加水分解したものがより好ましく、さらに、これらアルコキシシラン類の他に、後述する金属アルコキシドを含む混合物を加水分解したものが好ましい。   In the photocurable composition used in the present invention, for example, when the polymerizable monomer contains a polymerizable monomer having a (meth) acryl group, the silicon compound is represented by the general formula (2). Preferred is a hydrolyzed (meth) acrylic group-containing alkoxysilane, a general alkoxysilane represented by the general formula (1), and a (meth) acrylic group-containing general formula (2). What hydrolyzed the fluorinated silane compound of alkoxysilane and the alkoxysilane which has the halogen element represented by the said General formula (3) is more preferable, Furthermore, the mixture containing the metal alkoxide mentioned later other than these alkoxysilanes A product obtained by hydrolyzing is preferable.

本発明において、上記のアルコキシシラン類の加水分解物の好ましい配合量は、例えば、光硬化性組成物が、重合性単量体として(メタ)アクリル基を有する重合性単量体を含有する場合、(メタ)アクリル基を有する重合性単量体100重量部に対して3質量部〜300質量部を加水分解した前記(メタ)アクリル基含有アルコキシシランの加水分解物を配合することが好ましく、さらに、(メタ)アクリル基含有アルコキシシランに加えて、前記一般的なアルコキシシランを含む場合、一般的なアルコキシシラン10質量部〜250質量部を加水分解した加水分解物を配合することが好ましく、前の組成物に加えて、前記フッ素化シラン化合物を含む場合、フッ素化シラン化合物0.001質量部〜4質量部、さらに、これらアルコキシシラン類の他に、後述する金属アルコキシドを含む場合、金属アルコキシド1質量部〜100重量部を加水分解した加水分解物を配合することが好ましい。   In this invention, the preferable compounding quantity of the hydrolyzate of said alkoxysilane is, for example, when a photocurable composition contains the polymerizable monomer which has a (meth) acryl group as a polymerizable monomer. The hydrolyzate of (meth) acrylic group-containing alkoxysilane obtained by hydrolyzing 3 parts by mass to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer having a (meth) acrylic group, Furthermore, in addition to the (meth) acryl group-containing alkoxysilane, in the case of containing the general alkoxysilane, it is preferable to blend a hydrolyzate obtained by hydrolyzing 10 mass parts to 250 mass parts of a general alkoxysilane, When the fluorinated silane compound is contained in addition to the previous composition, 0.001 to 4 parts by mass of the fluorinated silane compound, In addition to orchids, when a metal alkoxide described below is included, it is preferable to blend a hydrolyzate obtained by hydrolyzing 1 to 100 parts by weight of a metal alkoxide.

本発明において、光硬化性組成物には、さらに、アルコキシラン類を除く金属アルコキシドである一般式(5)

Figure 0006452557

(式中、Mは、ジルコニウム又はチタニウムであり;R9は、同種又は異種の炭素数1〜10のアルキル基である)で示される金属アルコキシドの加水分解物を含むことができる。 In the present invention, the photocurable composition further includes a general formula (5) which is a metal alkoxide excluding alkoxylanes.
Figure 0006452557

(Wherein, M is zirconium or titanium; and R 9 is the same or different alkyl group having 1 to 10 carbon atoms).

また、R9は、適度な加水分解速度という点から炭素数2〜4のアルキル基がより好ましい。具体的には、R9は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、ter−ブチル基であることが好ましい。 R 9 is more preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms from the viewpoint of an appropriate hydrolysis rate. Specifically, R 9 is preferably an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a sec-butyl group, an isobutyl group, or a ter-butyl group.

好適な金属アルコキシドを例示すれば、テトラメチルチタニウムアルコキシド、テトラエチルチタニウムアルコキシド、テトライソプロピルチタニウムアルコキシド、テトラプロピルチタニウムアルコキシド、テトライソブチルチタニウムアルコキシド、テトラブチルチタニウムアルコキシド、テトラsec−ブチルチタニウムアルコキシド、テトラter−ブチルチタニウムアルコキシド、テトラペンチルジルコニウムアルコキシド、テトラヘプチルチタニウムアルコキシド、テトラヘキシルチタニウムアルコキシド、テトラヘプチルチタニウムアルコキシド、テトラオクチルチタニウムアルコキシド、テトラノニルチタニウムアルコキシド、テトラデシルチタニウムアルコキシド、テトラメチルジルコニウムアルコキシド、テトラエチルジルコニウムアルコキシド、テトライソプロピルジルコニウムアルコキシド、テトラプロピルジルコニウムアルコキシド、テトライソブチルジルコニウムアルコキシド、テトラブチルジルコニウムアルコキシド、テトラsec−ブチルジルコニウムアルコキシド、テトラter−ブチルジルコニウムアルコキシド、テトラペンチルジルコニウムアルコキシド、テトラヘキシルジルコニウムアルコキシド、テトラヘプチルジルコニウムアルコキシド、テトラオクチルジルコニウムアルコキシド、テトラノニルジルコニウムアルコキシド、テトラデシルジルコニウムアルコキシドが挙げられる。その中でも、テトラエチルジルコニウムアルコキシド、テトライソプロピルジルコニウムアルコキシド、テトラプロピルジルコニウムアルコキシド、テトライソブチルジルコニウムアルコキシド、テトラブチルジルコニウムアルコキシドが好ましい。   Examples of suitable metal alkoxides include tetramethyltitanium alkoxide, tetraethyltitanium alkoxide, tetraisopropyltitanium alkoxide, tetrapropyltitanium alkoxide, tetraisobutyltitanium alkoxide, tetrabutyltitanium alkoxide, tetrasec-butyltitanium alkoxide, tetrater-butyltitanium. Alkoxide, tetrapentyl zirconium alkoxide, tetraheptyl titanium alkoxide, tetrahexyl titanium alkoxide, tetraheptyl titanium alkoxide, tetraoctyl titanium alkoxide, tetranonyl titanium alkoxide, tetradecyl titanium alkoxide, tetramethyl zirconium alkoxide, tetraethyl Luconium alkoxide, tetraisopropyl zirconium alkoxide, tetrapropyl zirconium alkoxide, tetraisobutyl zirconium alkoxide, tetrabutyl zirconium alkoxide, tetra sec-butyl zirconium alkoxide, tetra ter-butyl zirconium alkoxide, tetrapentyl zirconium alkoxide, tetrahexyl zirconium alkoxide, tetraheptyl Zirconium alkoxide, tetraoctyl zirconium alkoxide, tetranonyl zirconium alkoxide, and tetradecyl zirconium alkoxide are exemplified. Among these, tetraethyl zirconium alkoxide, tetraisopropyl zirconium alkoxide, tetrapropyl zirconium alkoxide, tetraisobutyl zirconium alkoxide, and tetrabutyl zirconium alkoxide are preferable.

本発明で使用する光硬化性組成物が、アルコキシシラン類の加水分解物に加え、ジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドの加水分解物、ジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドの重縮合体、該重縮合体のアルコキシ基の一部又は全部の加水分解物、並びにジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドとアルコキシシラン類との反応生成物(ジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドとアルコキシシラン類との重縮合体、該重縮合体のアルコキシ基の一部又は全部の加水分解による生成物およびこれらの種々の混合物である)を含む場合、その調製のために、光硬化性組成物は、水や、加水分解触媒等を含んでいてもよい。なお、光硬化性組成物を調製する際に使用される水や、加水分解触媒等は、調製された光硬化性組成物の保存安定性を良くするため、調製の任意の工程において、真空乾燥、蒸留、加熱等により除去しても良い。その際、溶媒が同時に除去される場合には、水や、加水分解触媒等を除去した後に、適宜、必要量の溶媒を加えても良い。   In addition to the hydrolyzate of alkoxysilanes, the photocurable composition used in the present invention includes a hydrolyzate of zirconium alkoxide or titanium alkoxide, a polycondensate of zirconium alkoxide or titanium alkoxide, and an alkoxy group of the polycondensate. A part or all of the hydrolyzate, and a reaction product of zirconium alkoxide or titanium alkoxide and alkoxysilane (polycondensate of zirconium alkoxide or titanium alkoxide and alkoxysilane, part of alkoxy group of the polycondensate) For the preparation thereof, the photocurable composition may contain water, a hydrolysis catalyst, and the like. In addition, in order to improve the storage stability of the prepared photocurable composition, water used in preparing the photocurable composition, hydrolysis catalyst, etc. are vacuum-dried in any step of the preparation. It may be removed by distillation, heating or the like. At that time, if the solvent is removed at the same time, a necessary amount of the solvent may be appropriately added after removing water, the hydrolysis catalyst, and the like.

光硬化性組成物が(メタ)アクリル基を含む重合性単量体、シロキサン結合を有する珪素化合物(一般的なアルコキシシランおよび(メタ)アクリル基含有アルコキシシシラン、および、必要に応じて、さらにハロゲン元素を有するアルコキシシランを含む)の加水分解物およびその部分縮合物を含む場合、分散性が良くなるため、本発明の積層体の表面修飾に関して、より好ましい改質がなされる。   The photocurable composition is a polymerizable monomer containing a (meth) acrylic group, a silicon compound having a siloxane bond (general alkoxysilane and (meth) acrylic group-containing alkoxysilane, and, if necessary, further When a hydrolyzate (including alkoxysilane having a halogen element) and a partial condensate thereof are included, dispersibility is improved, and therefore, a more preferable modification is made with respect to the surface modification of the laminate of the present invention.

また、光硬化性組成物が、さらに、ジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドの加水分解物又はジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドとアルコキシシラン類との反応生成物を含むことが好ましい。   The photocurable composition preferably further contains a hydrolyzate of zirconium alkoxide or titanium alkoxide, or a reaction product of zirconium alkoxide or titanium alkoxide and alkoxysilanes.

光硬化性組成物が、(メタ)アクリル基を含む重合性単量体、上記シロキサン結合を有する珪素化合物の加水分解物およびその部分縮合物、ジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドの加水分解物又はジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドとアルコキシシラン類との反応生成物を含む場合、分散性がさらに高まるため、本発明の積層体の表面修飾に関して、さらに好ましい改質がなされる。   The photocurable composition is a polymerizable monomer containing a (meth) acryl group, a hydrolyzate of a silicon compound having a siloxane bond and a partial condensate thereof, a hydrolyzate of zirconium alkoxide or titanium alkoxide, or a zirconium alkoxide or When the reaction product of titanium alkoxide and alkoxysilane is included, the dispersibility is further improved, and therefore, a more preferable modification is made with respect to the surface modification of the laminate of the present invention.

次に、光重合開始剤について説明する。
光重合開始剤
本発明において、光重合開始剤は、特に制限されるものではなく、重合性単量体を光重合できるものであれば、いかなる光重合開始剤も使用できる。
Next, the photopolymerization initiator will be described.
Photopolymerization initiator In the present invention, the photopolymerization initiator is not particularly limited, and any photopolymerization initiator can be used as long as it can photopolymerize a polymerizable monomer.

光重合開始剤としては、具体的に、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、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、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチルベンジル)−1−(4−モリホリン−4−イル−フェニル)ブタン−1−オン等のアセトフェノン誘導体;2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸メチルエステル、2−メチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ピバロイルフェニルホスフィン酸イソプロピルエステル、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、ビス−(2,5,6−トリメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド誘導体;1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(o−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(o−アセチルオキシム)等のo−アシルオキシム誘導体;ジアセチル、アセチルベンゾイル、ベンジル、2,3−ペンタジオン、2,3−オクタジオン、4,4’−ジメトキシベンジル、4,4’−オキシベンジル、カンファーキノン、9,10−フェナンスレンキノン、アセナフテンキノン等のα−ジケトン;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル等のベンゾインアルキルエーテル;2,4−ジエトキシチオキサンソン、2−クロロチオキサンソン、メチルチオキサンソン等のチオキサンソン誘導体;ベンゾフェノン、p,p’−ジメチルアミノベンゾフェノン、p,p’−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体;ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニウム等のチタノセン誘導体が好適に使用される。   Specific examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane-1- ON, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy- 2-methylpropionyl) -benzyl] -phenyl} -2-methyl-propan-1-one, phenylglyoxylic acid methyl ester, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane -1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2-dimethylamino-2- (4 Acetophenone derivatives such as methylbenzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) butan-1-one; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, 2 2,6-Dichlorobenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-trimethylbenzoylphenylphosphinic acid methyl ester, 2-methylbenzoyldiphenylphosphine oxide, pivaloylphenylphosphinic acid isopropyl ester, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) phenylphosphine Oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) -2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis- (2,6-dichlorobenzoyl) -4-propylphenylphosphine oxide Bis- (2,6-dichlorobenzoyl) -1-naphthylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) phenylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4- Trimethylpentylphosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis- (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, bis- (2,5,6- Acylphosphine oxide derivatives such as trimethylbenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide; 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (o-benzoyloxime)], ethanone, 1- [9-Ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazo O-acyloxime derivatives such as -3-yl]-, 1- (o-acetyloxime); diacetyl, acetylbenzoyl, benzyl, 2,3-pentadione, 2,3-octadione, 4,4′-dimethoxybenzyl, Α-diketones such as 4,4′-oxybenzyl, camphorquinone, 9,10-phenanthrenequinone, and acenaphthenequinone; benzoin alkyl ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, and benzoin propyl ether; 2,4- Thioxanthone derivatives such as diethoxythioxanthone, 2-chlorothioxanthone, methylthioxanthone; benzophenone derivatives such as benzophenone, p, p′-dimethylaminobenzophenone, p, p′-methoxybenzophenone; bis (η5-2, 4-cyclopentadiene-1- Le) - bis (2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol-1-yl) - phenyl) titanocene derivatives such as titanium is preferably used.

これら光重合開始剤は、1種あるいは2種以上を混合して使用される。   These photopolymerization initiators are used alone or in combination of two or more.

また、α−ジケトンを用いる場合には、第3級アミン化合物と組み合わせて用いることが好ましい。α−ジケトンと組み合わせて用いることのできる第3級アミン化合物としては、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジ−n−ブチルアニリン、N,N−ジベンジルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジエチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−m−トルイジン、p−ブロモ−N,N−ジメチルアニリン、m−クロロ−N,N−ジメチルアニリン、p−ジメチルアミノベンズアルデヒド、p−ジメチルアミノアセトフェノン、p−ジメチルアミノ安息香酸、p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p−ジメチルアミノ安息香酸アミルエステル、N,N−ジメチルアンスラニリックアシッドメチルエステル、N,N−ジヒドロキシエチルアニリン、N,N−ジヒドロキシエチル−p−トルイジン、p−ジメチルアミノフェネチルアルコール、p−ジメチルアミノスチルベン、N,N−ジメチル-3,5−キシリジン、4−ジメチルアミノピリジン、N,N−ジメチル−α−ナフチルアミン、N,N−ジメチル−β−ナフチルアミン、トリブチルアミン、トリプロピルアミン、トリエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジメチルヘキシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、N,N−ジメチルステアリルアミン、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、2,2’−(n−ブチルイミノ)ジエタノール等が挙げられる。特に、アセトフェノン誘導体、アシルホスフィンオキサイド誘導体、o−アシルオキシム誘導体、α−ジケトンを使用することが好ましい。   When α-diketone is used, it is preferably used in combination with a tertiary amine compound. Tertiary amine compounds that can be used in combination with α-diketone include N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-di-n-butylaniline, N, N-dibenzylaniline. N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-diethyl-p-toluidine, N, N-dimethyl-m-toluidine, p-bromo-N, N-dimethylaniline, m-chloro-N, N- Dimethylaniline, p-dimethylaminobenzaldehyde, p-dimethylaminoacetophenone, p-dimethylaminobenzoic acid, p-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, p-dimethylaminobenzoic acid amyl ester, N, N-dimethylanthranic acid methyl Ester, N, N-dihydroxyethylaniline, N, N-dihydroxyethyl-p-toluidine, p Dimethylaminophenethyl alcohol, p-dimethylaminostilbene, N, N-dimethyl-3,5-xylidine, 4-dimethylaminopyridine, N, N-dimethyl-α-naphthylamine, N, N-dimethyl-β-naphthylamine, tri Butylamine, tripropylamine, triethylamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N, N-dimethylhexylamine, N, N-dimethyldodecylamine, N, N-dimethylstearylamine, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate N, N-diethylaminoethyl methacrylate, 2,2 ′-(n-butylimino) diethanol, and the like. In particular, it is preferable to use an acetophenone derivative, an acylphosphine oxide derivative, an o-acyloxime derivative, or an α-diketone.

本発明において、上記光重合開始剤の使用量は、前記重合性単量体100質量部に対して、1〜10質量部であることが好ましい。   In this invention, it is preferable that the usage-amount of the said photoinitiator is 1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of said polymerizable monomers.

その他の添加成分
上記光硬化性組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を配合することができる。
Other Additive Components Other components can be added to the photocurable composition as long as the effects of the present invention are not impaired.

具体的には、界面活性剤、重合禁止剤、反応性希釈剤等を配合することができる。界面活性剤は、塗膜の均一性の点から配合されるものであり、重合禁止剤は、保存中に重合反応が生じないよう安定化させるために配合されるものである。   Specifically, a surfactant, a polymerization inhibitor, a reactive diluent and the like can be blended. The surfactant is blended from the viewpoint of the uniformity of the coating film, and the polymerization inhibitor is blended for stabilization so that a polymerization reaction does not occur during storage.

界面活性剤を配合する場合には、重合性単量体100質量部に対して、0.0001〜0.1質量部、好ましくは、0.0005〜0.01質量部の割合で配合することができる。   When the surfactant is blended, it is blended at a ratio of 0.0001 to 0.1 parts by mass, preferably 0.0005 to 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. Can do.

界面活性剤としては、フッ素含有界面活性剤、シリコーン含有界面活性剤、脂肪族系界面活性剤を使用できる。中でも、光硬化性組成物が基材上に塗布される際、基材の素材とは無関係に、「はじき」を生じない点、および均一に塗布され易い点から、脂肪族系界面活性剤を使用することがより好ましい。界面活性剤の例としては、デシル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等の高級アルコール硫酸エステルの金属塩類、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等の脂肪族カルボン酸金属塩類、ラウリルアルコールとエチレンオキサイドとの付加物を硫酸化したラウリルエーテル硫酸エステルナトリウム等の高級アルキルエーテル硫酸エステルの金属塩類、スルホコハク酸ナトリウム等のスルホコハク酸ジエステル類、高級アルコールエチレンオキサイド付加物のリン酸エステル塩類等のアニオン性活性剤;ドデシルアンモニウムクロリド等のアルキルアミン塩類およびトリメチルドデシルアンモニウムブロミド等の4級アンモニウム塩類等のカチオン性界面活性剤;ドデシルジメチルアミンオキシド等のアルキルジメチルアミンオキシド類、ドデシルカルボキシベタイン等のアルキルカルボキシベタイン類、ドデシルスルホベタイン等のアルキルスルホベタイン類、ラウラミドプロピルアミンオキシド等のアミドアミノ酸塩等の両性イオン界面活性剤;ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル類、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル類、脂肪酸ポリオキシエチレンラウリルエステル等の脂肪酸ポリオキシエチレンエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンラウリルエステル等のポリオキシエチレンソルビタンエステル類等の非イオン性界面活性剤等を挙げることができる。   As the surfactant, a fluorine-containing surfactant, a silicone-containing surfactant, and an aliphatic surfactant can be used. Among these, when the photocurable composition is applied onto a substrate, an aliphatic surfactant is used because it does not cause “repelling” and is easily applied regardless of the material of the substrate. More preferably it is used. Examples of surfactants include metal salts of higher alcohol sulfates such as sodium decyl sulfate and sodium lauryl sulfate, aliphatic carboxylic acid metal salts such as sodium laurate, sodium stearate and sodium oleate, lauryl alcohol and ethylene oxide. Anionic activity such as metal salts of higher alkyl ether sulfates such as sodium lauryl ether sulfate esterified with adducts with sodium, sulfosuccinic diesters such as sodium sulfosuccinate, phosphate esters of higher alcohol ethylene oxide adducts, etc. Agents; Cationic surfactants such as alkylamine salts such as dodecylammonium chloride and quaternary ammonium salts such as trimethyldodecylammonium bromide; such as dodecyldimethylamine oxide Zwitterionic surfactants such as alkyl dimethyl betaines such as alkyl dimethyl amine oxides, alkyl carboxy betaines such as dodecyl carboxy betaine, alkyl sulfo betaines such as dodecyl sulfo betaine, and amide amino acid salts such as lauramido propyl amine oxide; polyoxyethylene lauryl ether, etc. Polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene distyrenated phenyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenyl ethers such as polyoxyethylene lauryl phenyl ether, polyoxyethylene tribenzylphenyl ethers, Fatty acid polyoxyethylene esters such as fatty acid polyoxyethylene lauryl ester, polio such as polyoxyethylene sorbitan lauryl ester It can be mentioned non-ionic surfactants such as polyoxyethylene sorbitan esters.

界面活性剤は、それぞれ単独で使用できるだけでなく、必要に応じて、複数の種類を組み合わせて併用することもできる。   Surfactants can be used not only independently but also in combination of a plurality of types as required.

重合禁止剤を配合する場合には、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜1.0質量部、好ましくは、0.1〜0.5質量部の割合で配合することができる。   When blending a polymerization inhibitor, 0.01 to 1.0 part by weight, preferably 0.1 to 0.5 part by weight, based on 100 parts by weight of the polymerizable monomer. Can do.

重合禁止剤の例としては、公知のものを挙げることができ、例えば、最も代表的なものは、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ハイドロキノン、ブチルヒドロキシトルエン等を挙げることができる。   Examples of the polymerization inhibitor include known ones. For example, the most typical ones include hydroquinone monomethyl ether, hydroquinone, butylhydroxytoluene and the like.

反応性希釈剤としては、N−ビニルピロリドン等の公知のものを挙げることができる。   Examples of the reactive diluent include known ones such as N-vinylpyrrolidone.

反応性希釈剤の添加量は特に制限されないが、パターンを有する光硬化膜層を形成する場合には、金型からのパターンの転写に影響を及ぼさない範囲で適宜選択され、通常、重合性単量体100質量部に対して、1〜50質量部の範囲から適宜選択される。その中でも、光硬化性インプリント用組成物の低粘度化、パターンの機械的強度等を勘案すると、5〜30質量部であることが好ましい。   The addition amount of the reactive diluent is not particularly limited, but when forming a photocured film layer having a pattern, it is appropriately selected within a range that does not affect the transfer of the pattern from the mold. It is suitably selected from the range of 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the mass. Among these, it is preferable that it is 5-30 mass parts, when low viscosity of the composition for photocurable imprint, the mechanical strength of a pattern, etc. are considered.

また、他の添加成分として、パイパーブランチポリマーのような球状微粒子を添加することもできる。この場合、直径は1〜10nm、分子量10,000〜100,000の球状ハイパーブランチポリマーを配合することが好ましい。配合量は、重合性単量体100質量部に対して0.1〜10質量部の量であることが好ましい。   In addition, spherical fine particles such as a piper branch polymer can be added as another additive component. In this case, it is preferable to blend a spherical hyperbranched polymer having a diameter of 1 to 10 nm and a molecular weight of 10,000 to 100,000. It is preferable that a compounding quantity is a quantity of 0.1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers.

光硬化性組成物の調製方法
本発明において使用される光硬化性組成物は、1態様では、基材上に塗布して使用されるが、この場合、光硬化性組成物を溶媒で希釈して使用することもできる。また、光硬化性組成物を安定化させる目的、又はその他の目的で溶媒を配合することもできる。使用される溶媒としては、光硬化性組成物が溶解する溶媒であれば、何ら制限なく使用でき、例えば、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、トルエン、クロロホルム、酢酸エチルエステル、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、シクロヘキサノン、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチルラクテート、エチル−3−エトキシプロピオネート、ブチルアセテート、2−ヘプタノン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、ジアセトンアルコール、ポリエチレングリコール、水、アルコール類を挙げることができる。
Preparation Method of Photocurable Composition The photocurable composition used in the present invention is used by being applied on a substrate in one aspect. In this case, the photocurable composition is diluted with a solvent. Can also be used. Moreover, a solvent can also be mix | blended for the objective of stabilizing a photocurable composition, or the other objective. As the solvent to be used, any solvent that can dissolve the photocurable composition can be used without any limitation. For example, acetonitrile, tetrahydrofuran, toluene, chloroform, acetic acid ethyl ester, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, cyclohexanone, ethylene glycol, Propylene glycol, propylene glycol methyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, methyl-3-methoxypropionate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethyl lactate, ethyl-3-ethoxypropionate, butyl acetate, 2-heptanone, methyl Examples include isobutyl ketone, acetylacetone, diacetone alcohol, polyethylene glycol, water, and alcohols.

溶媒を使用する場合、使用量は特に制限されず、目的の塗膜の厚みに応じて、適宜選択される。   When using a solvent, the amount used is not particularly limited and is appropriately selected according to the thickness of the target coating film.

本発明で使用される光硬化性組成物は、重合性単量体、珪素化合物、および光重合開始剤、必要に応じて配合するその他の添加成分を混合することによって調製される。これら成分の添加順序は、特に、制限されるものではない。   The photocurable composition used in the present invention is prepared by mixing a polymerizable monomer, a silicon compound, a photopolymerization initiator, and other additive components blended as necessary. The order of addition of these components is not particularly limited.

光硬化膜層の形成
次に、この光硬化性組成物を用いて光硬化膜層を形成する方法について説明する。
光硬化性組成物は、公知の方法に従って、基材上に塗布され、塗膜を形成する。該基材としては、特に制限されるものではなく、プレート、シート、フィルム状のものが使用できる。具体的には、シリコンウエハ、石英、ガラス、サファイア、各種金属材料、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、窒化珪素等のセラミックス、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリスチレン、シクロオレフィン樹脂のような公知の熱可塑性樹脂からなるシートや、フィルムを使用することができる。なお、基材表面には、本発明で使用される光硬化性組成物から形成される光硬化膜層との密着性を、より改善するために、表面処理を施すこともできる。ただし、密着性の改善のために、下地層を設ける必要はない。表面処理としては、例えば、火炎処理、大気中や窒素ガス中でのコロナ放電処理、大気圧プラズマ処理、ブラスト処理、ホーニング処理、UVオゾン処理等、公知の方法を挙げることができる。
Formation of Photocured Film Layer Next, a method for forming a photocured film layer using this photocurable composition will be described.
A photocurable composition is apply | coated on a base material according to a well-known method, and forms a coating film. The substrate is not particularly limited, and a plate, sheet, or film can be used. Specifically, silicon wafer, quartz, glass, sapphire, various metal materials, ceramics such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, polyethylene terephthalate, polypropylene, polycarbonate, triacetyl cellulose, polystyrene, cycloolefin resin, etc. A sheet or film made of any known thermoplastic resin can be used. In addition, in order to improve the adhesiveness with the photocuring film layer formed from the photocurable composition used by this invention to the base-material surface, it can also surface-treat. However, it is not necessary to provide an underlayer for improving adhesion. Examples of the surface treatment include known methods such as flame treatment, corona discharge treatment in the atmosphere or nitrogen gas, atmospheric pressure plasma treatment, blast treatment, honing treatment, and UV ozone treatment.

光硬化性組成物を上記基材上に塗布する方法としては、スピンコート法、ディッピング法、ディスペンス法、インクジェット法、ロールコート法、リバースロールコート法、グラビアコート法、スプレーコート法、キスコート法、ダイコート法、スリットコート法、ロッドコート法、バーコート法、チャンバードクター併用グラビアコート法、カーテンコート法、ロールtoロール法のような公知の方法がある。塗膜の厚みは、特に制限されるものではなく、通常0.1〜10μmであり、0.01〜0.1μmの厚みの塗膜も好適に形成できる。   As a method for applying the photocurable composition on the substrate, a spin coating method, a dipping method, a dispensing method, an ink jet method, a roll coating method, a reverse roll coating method, a gravure coating method, a spray coating method, a kiss coating method, There are known methods such as a die coating method, a slit coating method, a rod coating method, a bar coating method, a gravure coating method combined with a chamber doctor, a curtain coating method, and a roll-to-roll method. The thickness of the coating film is not particularly limited, and is usually 0.1 to 10 μm, and a coating film having a thickness of 0.01 to 0.1 μm can be suitably formed.

薄く塗布するためは、光硬化性組成物を有機溶媒にて希釈して塗布することも可能であり、その場合は、用いる有機溶媒の沸点、揮発性に応じて、乾燥工程を適宜組み込むこともできる。   In order to apply thinly, it is also possible to dilute the photocurable composition with an organic solvent, and in that case, a drying step may be appropriately incorporated depending on the boiling point and volatility of the organic solvent to be used. it can.

その後、塗膜を光硬化させる。塗膜に対して光を照射して、塗膜を硬化させとともに、光硬化膜層を基材と一体化させる。照射する光は、用いる光源と光開始剤の種類にもよるが、一般的に波長が500nm以下の光を含み、光の照射時間は、0.1〜300秒の範囲から選択される。塗膜の厚み等にもよるが、通常、1〜60秒である。   Thereafter, the coating film is photocured. The coating film is irradiated with light to cure the coating film and to integrate the photocured film layer with the substrate. Although the light to irradiate depends on the type of light source and photoinitiator used, it generally includes light having a wavelength of 500 nm or less, and the light irradiation time is selected from the range of 0.1 to 300 seconds. Although it depends on the thickness of the coating film, etc., it is usually 1 to 60 seconds.

光重合時の雰囲気として、大気下でも重合可能であるが、光重合反応を促進する上で、酸素阻害の少ない雰囲気下での光重合が好ましい。例えば、窒素ガス雰囲気下、不活性ガス雰囲気下、フッ素系ガス雰囲気下、真空雰囲気下等が好ましい。   The atmosphere during photopolymerization can be polymerized even in the air, but in order to promote the photopolymerization reaction, photopolymerization in an atmosphere with little oxygen inhibition is preferred. For example, a nitrogen gas atmosphere, an inert gas atmosphere, a fluorine gas atmosphere, a vacuum atmosphere, or the like is preferable.

光硬化性組成物は、さらに、ラジカル重合開始剤を含んでいても良く、光硬化後に未重合物が存在する場合、さらに、加熱によって熱硬化しても良い。熱硬化させる場合の温度範囲は、60℃〜200℃、好ましくは70℃〜180℃、さらに好ましくは、80℃〜160℃である。   The photocurable composition may further contain a radical polymerization initiator. When an unpolymerized product is present after photocuring, the photocurable composition may be further thermally cured by heating. The temperature range in the case of thermosetting is 60 ° C to 200 ° C, preferably 70 ° C to 180 ° C, and more preferably 80 ° C to 160 ° C.

光硬化膜層がパターンを有することが要求される場合がある。表面に凹凸パターンを形成することで、種々の機能化が図れることが知られている。例えば、モスアイ技術(微細な突起加工が施される)では、反射防止、撥水等の機能が発揮され、ピラー構造では、光閉じ込め、光取り出し、フォトニック結晶等の機能が発揮され、ホール構造では、量子ドット、フォトニック結晶、メタマテリアル等の機能が発揮され、ニードル構造では、抗菌、抗ウイルス等の機能が発揮され、格子、L(ライン)/S(スペース)構造では、マイクロ流路等の機能が発揮され、ドット構造では、量子ドット、フォトニック結晶、メタマテリアル等の特性が発揮される。   The photocured film layer may be required to have a pattern. It is known that various functions can be achieved by forming an uneven pattern on the surface. For example, the moth-eye technology (with fine protrusion processing) demonstrates functions such as antireflection and water repellency, and the pillar structure performs functions such as light confinement, light extraction, and photonic crystal, and has a hole structure. In such a case, functions such as quantum dots, photonic crystals, and metamaterials are exhibited. In the needle structure, functions such as antibacterial and antiviral functions are exhibited. In a lattice and L (line) / S (space) structure, microchannels are exhibited. In the dot structure, characteristics such as quantum dots, photonic crystals, and metamaterials are exhibited.

凹凸パターン形成法としては、光インプリント(ナノインプリトを含む)、光リソグラフィー、電子線描画等を利用できる。   As the concavo-convex pattern forming method, optical imprint (including nano-imprint), photolithography, electron beam drawing, and the like can be used.

例えば、光インプリント法によれば、所望のパターン形成面を有する金型を使用して、光硬化膜層へのパターンの転写を行う。   For example, according to the photoimprint method, a pattern having a desired pattern formation surface is used to transfer a pattern to the photocured film layer.

上述のように、基材層の上に、光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、形成した塗膜を金型のパターン形成面と接触させ、接触させた状態で、塗膜に対して、基材層又は金型を通して光を照射して、塗膜を硬化させる。光硬化後、硬化した塗膜から金型を分離することにより、パターンが転写された光硬化膜層を形成できる。   As described above, the photocurable composition is applied onto the base material layer to form a coating film, and the formed coating film is brought into contact with the pattern forming surface of the mold, and the coating film is brought into contact therewith. On the other hand, light is irradiated through the base material layer or the mold to cure the coating film. After photocuring, by separating the mold from the cured coating film, it is possible to form a photocured film layer to which the pattern has been transferred.

パターン形成面を有する金型は、光照射を介して、パターンが転写された塗膜材を硬化させ、硬化した塗膜を形成できるように、透明な材質、例えば、石英やサファイアや、熱可塑性樹脂で形成されていることが好ましい。パターン形成面を有する金型が、シリコンウエハや、Ni等の透明性に劣る材質の場合は、基材層の素材は光透過性でなければならず、光透過性を有する石英や、サファイアや、熱可塑性樹脂であることが好ましい。   A mold having a pattern forming surface can be cured with a transparent material such as quartz or sapphire or thermoplastic so that the coated film material to which the pattern is transferred can be cured by light irradiation and a cured coating film can be formed. It is preferably formed of a resin. If the mold having the pattern forming surface is a silicon wafer or a material with poor transparency such as Ni, the material of the base material layer must be light transmissive, such as quartz, sapphire, A thermoplastic resin is preferred.

本発明で使用される光硬化性組成物は、金型を押し付ける際、比較的低い圧力でパターンを転写することができる。この際の圧力は、特に制限されるものではないが、0.01MPa〜3MPaの範囲である。なお、当然のことながら、上記圧力の上限値以上の圧力でもパターンの転写は可能である。   The photocurable composition used in the present invention can transfer a pattern at a relatively low pressure when pressing a mold. The pressure at this time is not particularly limited, but is in the range of 0.01 MPa to 3 MPa. As a matter of course, the pattern can be transferred even at a pressure higher than the upper limit of the pressure.

光硬化膜層における改質表面の形成
続いて、上記方法により得られた、基材層と光硬化膜層とを含んでなる積層体について、光硬化膜層が、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾により機能化される改質表面を有するように、表面改質を行う。本発明によれば、光硬化膜層の表面改質は、光硬化膜層の表面に、波長183nm以下の光を含んでいる真空紫外光(VUV)を照射するVUV処理によって行う。
Formation of the modified surface in the photocured film layer Subsequently, for the laminate comprising the base material layer and the photocured film layer obtained by the above method, the photocured film layer uses various surface modifiers. Surface modification is performed so as to have a modified surface that is functionalized by chemical modification. According to the present invention, the surface modification of the photocured film layer is performed by VUV treatment in which the surface of the photocured film layer is irradiated with vacuum ultraviolet light (VUV) containing light having a wavelength of 183 nm or less.

真空紫外光は、波長183nm以下の光を含んでいればよいが、波長180nm以下の光を含んでいることが好ましく、126nm、146nmおよび172nmのいずれかの波長を中心とした分光分布を有する真空紫外光を有していることがさらに好ましい。波長183nm以下の光を含む真空紫外光は、183nm以下の波長の光が、積算相対強度で20%以上であることが好ましく、30%以上であることがさらに好ましい。   The vacuum ultraviolet light only needs to include light having a wavelength of 183 nm or less, but preferably includes light having a wavelength of 180 nm or less, and a vacuum having a spectral distribution centered on one of the wavelengths of 126 nm, 146 nm, and 172 nm. More preferably, it has ultraviolet light. In the vacuum ultraviolet light including light having a wavelength of 183 nm or less, light having a wavelength of 183 nm or less is preferably 20% or more, more preferably 30% or more in terms of integrated relative intensity.

真空紫外光を照射する雰囲気は、酸素濃度を容易にコントロールすることができることから、酸素濃度が調節可能な密閉空間であることが好ましい。真空紫外光を照射する空間での酸素濃度は、光硬化膜表面の親水化の効果を高める上で、酸素濃度を調整することが好ましく、0.1〜100,000ppmの範囲から好ましく選択することができる。酸素濃度が低すぎると、光励起された酸素による表面改質効果が薄れ、真空紫外光処理で生成される表面官能基が十分に生成されず、化学修飾が十分に行われない可能性がある。高すぎると、真空紫外光が酸素に吸収され、真空紫外光と酸素との反応が優先し、多量のオゾンが発生し、改質表面における表面官能基の生成が十分に行われない可能性がある。また、本発明の表面改質を達成するために要する照射時間が長くなってしまい、生産性の観点から好ましくない。より好ましくは、1〜50,000ppmの範囲から選択することができ、さらに好ましくは、10〜30,000ppmの範囲から選択することができる。   The atmosphere irradiated with vacuum ultraviolet light is preferably a sealed space in which the oxygen concentration can be adjusted because the oxygen concentration can be easily controlled. The oxygen concentration in the space irradiated with vacuum ultraviolet light is preferably adjusted from the range of 0.1 to 100,000 ppm in order to enhance the effect of hydrophilizing the photocured film surface. Can do. If the oxygen concentration is too low, the surface modification effect by photoexcited oxygen is diminished, and surface functional groups generated by vacuum ultraviolet light treatment are not sufficiently generated, and chemical modification may not be sufficiently performed. If it is too high, the vacuum ultraviolet light is absorbed by oxygen, the reaction between the vacuum ultraviolet light and oxygen takes precedence, a large amount of ozone is generated, and surface functional groups may not be sufficiently generated on the modified surface. is there. Moreover, the irradiation time required to achieve the surface modification of the present invention becomes long, which is not preferable from the viewpoint of productivity. More preferably, it can select from the range of 1-50,000 ppm, More preferably, it can select from the range of 10-30,000 ppm.

真空紫外光を照射する空間での酸素濃度を0.1〜100,000ppmの範囲に制御するには、窒素ガス、アルゴンガス等でパージすることや、真空引きし、圧力を上記の好ましい酸素濃度範囲内にコントロールする方法が挙げられる。真空紫外光を照射する空間での酸素濃度は、真空紫外光を照射する光源と光硬化膜の表面との間の局所的な空間内での酸素濃度であり、上記したように密閉空間とし、該密閉空間内に、真空紫外光を照射する光源および基材層と光硬化膜層とを含んでなる積層体を設置し、該密閉空間内の酸素濃度を制御しても良い。或いは、真空紫外光の照射を、解放空間内で行うこともでき、この場合、単に、真空紫外光を照射する光源と光硬化膜の表面との空間に、窒素ガスを流すだけでも良く、必要であれば、局所的に酸素濃度を制御しても良い。   In order to control the oxygen concentration in the space irradiated with vacuum ultraviolet light within the range of 0.1 to 100,000 ppm, purging with nitrogen gas, argon gas, or the like, or evacuation, and the pressure is set to the above preferred oxygen concentration The method of controlling within the range is mentioned. The oxygen concentration in the space irradiated with vacuum ultraviolet light is the oxygen concentration in the local space between the light source that irradiates vacuum ultraviolet light and the surface of the photocured film. A laminated body including a light source that irradiates vacuum ultraviolet light and a base material layer and a photocured film layer may be installed in the sealed space, and the oxygen concentration in the sealed space may be controlled. Alternatively, irradiation with vacuum ultraviolet light can be performed in an open space. In this case, nitrogen gas may simply flow through the space between the light source that irradiates vacuum ultraviolet light and the surface of the photocured film. If so, the oxygen concentration may be controlled locally.

酸素濃度の制御に関係なく、常圧空気下でも、真空紫外光を照射する光源と光硬化膜層との距離を短くすることで、真空紫外光の照射強度(放射強度)にもよるが、真空紫外光が空気中の酸素に吸収される影響を克服することが可能である。その場合、真空紫外光を照射する光源と光硬化膜層との距離は、5mm以下に保つことが好ましい。距離が5mmを超える場合、照射強度を大きくする必要があるが、大きい照射強度を有する真空紫外光ランプは高価であるとともに、照射強度が大きくなると、雰囲気中の酸素と真空紫外光との反応が優先して、多量のオゾンが発生することになり、充分な効果が達成されない。光源と光硬化膜層との距離は、さらに好ましくは、1〜3mmである。   Regardless of the control of oxygen concentration, even under normal pressure air, depending on the irradiation intensity (radiation intensity) of vacuum ultraviolet light by shortening the distance between the light source that irradiates vacuum ultraviolet light and the photocured film layer, It is possible to overcome the effect of vacuum ultraviolet light being absorbed by oxygen in the air. In that case, it is preferable to keep the distance between the light source for irradiating vacuum ultraviolet light and the photocured film layer at 5 mm or less. When the distance exceeds 5 mm, it is necessary to increase the irradiation intensity. However, a vacuum ultraviolet lamp having a large irradiation intensity is expensive, and when the irradiation intensity increases, the reaction between oxygen in the atmosphere and vacuum ultraviolet light occurs. Preferentially, a large amount of ozone is generated, and a sufficient effect is not achieved. The distance between the light source and the photocured film layer is more preferably 1 to 3 mm.

真空紫外光を照射する光源は、公知の物が、なんら制限なく使用され、通常、誘電体バリア放電エキシマランプ、エキシマランプ、エキシマレーザー等を使用することができる。上記の積算相対強度では、172nmエキシマランプの場合、分光分布において、172nmをトップとした単一ピークパターンを示し、183nm以下の波長の積算相対強度は通常80%以上である。   A known light source for irradiating vacuum ultraviolet light is used without any limitation, and a dielectric barrier discharge excimer lamp, excimer lamp, excimer laser, or the like can be usually used. In the above-mentioned integrated relative intensity, in the case of a 172 nm excimer lamp, the spectral distribution shows a single peak pattern with 172 nm as the top, and the integrated relative intensity at a wavelength of 183 nm or less is usually 80% or more.

本発明の光硬化膜層の改質表面の形成では、光露光量が0.01J/cm2〜100J/cm2となるように、真空紫外光の照射強度、光源から照射される積層体までの距離、照射時間を適宜調整することが好ましい。 In the formation of the modified surface of the photocured film layer of the present invention, the irradiation intensity of vacuum ultraviolet light and the laminate irradiated from the light source are adjusted so that the light exposure amount is 0.01 J / cm 2 to 100 J / cm 2. It is preferable to appropriately adjust the distance and the irradiation time.

積層体における光硬化膜層の表面は、上述のように、平面であっても、凹凸パターンを有していても良い。光硬化膜層の表面が平面の場合、平面の全面にVUVを照射し、該平面の全面を表面改質しても良いし、フォトマスク等を介してVUVを照射し、該平面上にフォトマスクのパターンに相当した表面を改質した表面改質面を得ることもできる。さらに、いずれの表面改質面も、その後、表面修飾剤により表面修飾することができる。凹凸パターンは、上記の方法にて形成することができ、凹凸パターンの全面にVUVを照射し、表面改質した表面改質面を得ることができる   As described above, the surface of the photocured film layer in the laminate may be a flat surface or have an uneven pattern. When the surface of the photocured film layer is flat, the entire surface of the plane may be irradiated with VUV, and the entire surface of the plane may be modified, or VUV may be irradiated through a photomask, etc. It is also possible to obtain a surface modified surface obtained by modifying the surface corresponding to the mask pattern. In addition, any surface modified surface can then be surface modified with a surface modifier. The concavo-convex pattern can be formed by the above-described method, and the entire surface of the concavo-convex pattern can be irradiated with VUV to obtain a surface modified surface.

光硬化性組成物からなる光硬化膜へのVUV処理による光のエネルギーで、化学結合の切断と、励起状酸素原子による有機物の酸化分解反応が進行すると考えられる。特に、光硬化膜中に微分散している珪素化合物が、Si−O−SiのSi−O結合の切断や、Si−O−(CH2nCH3(nは0以上の整数)のO−C結合の切断によるSi−OHの生成が挙げられる。その他、光硬化膜の酸化分解反応の過程で、カルボキシル基、カルボニル基、アルデヒド基、ケトン基等への変化や、酸素ラジカルを起因としたラジカル反応も想定される。本発明においては、これらの化学変化により光硬化膜表面が親水化され、容易に表面修飾剤による表面修飾が可能となる。 It is considered that the chemical bond breakage and the oxidative decomposition reaction of the organic substance by excited oxygen atoms proceed with the energy of light by VUV treatment to the photocured film made of the photocurable composition. In particular, the silicon compound finely dispersed in the photocured film is formed by breaking Si—O—Si bond of Si—O—Si or Si—O— (CH 2 ) n CH 3 (n is an integer of 0 or more). Examples thereof include generation of Si—OH by breaking the O—C bond. In addition, in the course of the oxidative decomposition reaction of the photocured film, a change to a carboxyl group, a carbonyl group, an aldehyde group, a ketone group, or the like, or a radical reaction caused by an oxygen radical is also assumed. In the present invention, the surface of the photocured film is hydrophilized by these chemical changes, and surface modification with a surface modifier can be easily performed.

特に、Si−O−SiのSi−O結合の切断や、Si−O−(CH2nCH3(nは0以上の整数)のO−C結合の切断によりSi−OHが生成することで光硬化膜の表面を改質した効果(親水化)は、長時間、保つことが可能である。珪素化合物を含まない組成物では、VUV処理を行っても、表面改質の効果(親水化)が不十分であったり、分解反応が優先してしまい、パターンの形状変化等が起こることがある。 In particular, Si—OH is generated by breaking the Si—O—Si bond of Si—O—Si or breaking the O—C bond of Si—O— (CH 2 ) n CH 3 (n is an integer of 0 or more). The effect (hydrophilization) of modifying the surface of the photocured film can be maintained for a long time. In a composition that does not contain a silicon compound, even if VUV treatment is performed, the effect of surface modification (hydrophilization) may be insufficient, decomposition reactions may be given priority, and pattern shape changes may occur. .

本発明による表面修飾可能な積層体は、その改質表面において、各種の表面修飾剤による化学修飾を介して、容易に機能化される。   The surface-modifiable laminate according to the present invention is easily functionalized on the modified surface through chemical modification with various surface modifiers.

好ましく用いられる表面修飾剤としては、水酸基と反応し得る官能基を有する化合物が挙げられる。水酸基と反応し得る官能基を有する化合物としては、水酸基と反応し得る官能基のみを有する化合物、水酸基と反応し得る官能基の他に、カルボキシル基、イミノ基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリル基、チオール基等の官能基を有する化合物等が挙げられる。水酸基と反応し得る官能基を有する化合物としては、カルボキシル基を有する化合物、アルコキシシリル基を有する化合物、シラノール基を有する化合物、エポキシ基を有する化合物、イソシアネート基を有する化合物、酸無水物を有する化合物等が挙げられる。中でも、アルコキシシリル基を有する化合物が、反応条件の簡便さから、好ましく用いられる。その他の表面修飾剤としては、改質表面に、共有結合、水素結合、イオン結合、ラジカル反応、吸着、配位等できるような化合物でも良い。例えば、ハロゲン化物、金属、金属錯体、金属イオン、炭素、糖類、セルロース類等が挙げることができる。   The surface modifier preferably used includes a compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group. Examples of the compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group include a compound having only a functional group capable of reacting with a hydroxyl group, a functional group capable of reacting with a hydroxyl group, a carboxyl group, an imino group, an epoxy group, an amino group, (meta ) A compound having a functional group such as an acryl group or a thiol group. Examples of the compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group include a compound having a carboxyl group, a compound having an alkoxysilyl group, a compound having a silanol group, a compound having an epoxy group, a compound having an isocyanate group, and a compound having an acid anhydride Etc. Among these, a compound having an alkoxysilyl group is preferably used because of simple reaction conditions. The other surface modifier may be a compound capable of covalent bond, hydrogen bond, ionic bond, radical reaction, adsorption, coordination, etc. on the modified surface. For example, halides, metals, metal complexes, metal ions, carbon, saccharides, celluloses and the like can be mentioned.

アルコキシシリル基を有する化合物としては、アルコキシシリル基を有する化合物の他に、アルコキシシリル基と、カルボキシル基、イミノ基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリル基、チオール基のうち少なくとも1つの基とを有する化合物、アルコキシシリル基を有する繰り返し単位を含む単独重合体、アルコキシシリル基を有する繰り返し単位を含み、カルボキシル基、イミノ基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリル基、チオール基のうち少なくとも1つを有する繰り返し単位を含む共重合体等が挙げられる。中でも、アルコキシシリル基の他に、カルボキシル基、イミド基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリル基、チオール基のうち少なくとも1つを有する化合物が、材料の入手のし易さや反応の容易さ等の点から、好ましく用いることができる。例えば、カルボキシル基は、水酸基、アミノ基等を有する化合物、又はN−ヒドロキシスクシンイミドで活性化して、アミノ基を有する化合物、タンパク質又は抗体とカルボキシル基とを反応させる等の反応場となり、例えば、エポキシ基は、アミノ基、水酸基、チオール基、フェノール基を有する化合物の固定化、DNAのアミノ基等を利用した固定化、抗体のアミノ基やイミダゾール基と反応して抗体の固定化などの反応場となり、例えば、アミノ基は、アミノ基と反応する蛍光物質、アルデヒド基や、タンパク質等との反応場となり、例えば、(メタ)アクリル基は、ラジカル重合の反応場となり、例えば、チオール基は、チオール基と反応する蛍光物質との反応、ジスルフィド結合、金との結合、マレイミド基とのカップリング等の反応場となる。   As the compound having an alkoxysilyl group, in addition to the compound having an alkoxysilyl group, at least one group selected from an alkoxysilyl group, a carboxyl group, an imino group, an epoxy group, an amino group, a (meth) acryl group, and a thiol group A compound having a repeating unit having an alkoxysilyl group, a repeating unit having an alkoxysilyl group, a carboxyl group, an imino group, an epoxy group, an amino group, a (meth) acryl group, and a thiol group Examples thereof include a copolymer containing a repeating unit having at least one. Among them, in addition to the alkoxysilyl group, a compound having at least one of a carboxyl group, an imide group, an epoxy group, an amino group, a (meth) acryl group, and a thiol group is easy to obtain materials and easy to react. From the point of view, it can be preferably used. For example, a carboxyl group becomes a reaction field such as a compound having a hydroxyl group, an amino group, or the like, or a compound, protein or antibody having an amino group and a carboxyl group when activated with N-hydroxysuccinimide. Reaction groups such as immobilization of compounds having amino group, hydroxyl group, thiol group, phenol group, immobilization using amino group of DNA, immobilization of antibody by reacting with amino group or imidazole group of antibody For example, an amino group becomes a reaction field with a fluorescent substance that reacts with an amino group, an aldehyde group, a protein, etc., for example, a (meth) acryl group becomes a reaction field for radical polymerization, for example, a thiol group has Reaction with fluorescent substances that react with thiol groups, disulfide bonds, bonds with gold, coupling with maleimide groups, etc. The 応場.

以下、本発明を、実施例および比較例を掲げて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(基材との密着性評価)
光硬化膜面に、15mm幅セロハンテープ405(ニチバン(株)製)を置き、セロハンテープ上に指を押し付けて3往復させることによって、指圧にて密着させたのち、セロハンテープを剥離して、下記の基準によって、光硬化膜と基材との密着性を目視で評価した。
硬化膜が全く剥がれなかったもの :5
剥離面積が10%未満のもの :4
剥離面積が10%以上50%未満のもの :3
剥離面積が50%以上100%未満のもの:2
剥離面積が100%(全面剥離)のもの :1
(Adhesion evaluation with substrate)
Place the 15 mm wide cellophane tape 405 (manufactured by Nichiban Co., Ltd.) on the surface of the photocured film, press the finger on the cellophane tape and reciprocate it three times, and then adhere it with the finger pressure. The adhesion between the photocured film and the substrate was visually evaluated according to the following criteria.
The cured film was not removed at all: 5
Exfoliation area less than 10%: 4
Exfoliation area of 10% or more and less than 50%: 3
Exfoliation area 50% or more and less than 100%: 2
With peeling area of 100% (full peeling): 1

(光硬化膜表面の改質処理後の外観)
光硬化膜の表面を改質処理した光硬化膜面を下記の基準によって、目視で評価した。
改質処理により外観不良が全くみられないもの:◎
改質処理によりムラが10%未満の範囲で発生したもの:○
改質処理によりムラが10%以上の範囲で発生したもの:△
改質処理により全面白化したもの:×
(Appearance after photocuring film surface modification)
The photocured film surface obtained by modifying the surface of the photocured film was visually evaluated according to the following criteria.
Those that have no appearance defects due to the modification treatment: ◎
Unevenness in the range of less than 10% due to the modification treatment: ○
Unevenness in the range of 10% or more due to reforming treatment: △
All whitened by the modification treatment: ×

(接触角評価)
光硬化膜表面の改質処理の評価として、水との接触角を測定した。測定は、接触角測定装置 DM−700(協和界面科学(株)製)を用いて行い、改質処理した硬化膜面と水との接触角を測定し、10点の測定値の平均値を接触角とした。測定を、光硬化膜表面を改質処理する前、改質処理した直後、および室温で2日間放置した後、およびさらに水酸基と反応し得る官能基を有する化合物を反応させて表面修飾(化学修飾)した後の各時点で行った。
(Contact angle evaluation)
As an evaluation of the modification treatment of the photocured film surface, the contact angle with water was measured. The measurement is performed using a contact angle measuring device DM-700 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), the contact angle between the modified cured film surface and water is measured, and an average value of 10 measured values is obtained. The contact angle was used. The surface modification (chemical modification) was carried out by reacting a compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group before the modification treatment on the surface of the photocured film, immediately after the modification treatment and after standing for 2 days at room temperature. ) At each time point.

[実施例1]
(光硬化性組成物の調製)
(メタ)アクリル基含有アルコキシシランとして、トリメトキシシリルトリメチレンアクリレート(信越化学工業(株)製、KBM−5103)3.0g、一般的なアルコキシシランとして、エチルシリケート40(コルコート(株)製、テトラエトキシシランの平均5量体物)6.8g、およびエタノール13.6gの混合物に、攪拌しながら、エタノール3.6g/水1.6g/2N−HCl 0.1gの2N−HCl/エタノール混合水溶液を徐々に滴下し、室温下、1時間攪拌して、(メタ)アクリル基含有アルコキシシランの加水分解物および一般的なアルコキシシランの加水分解物の混合物又は反応生成物からなる珪素化合物の混合液を得た。
重合性単量体として、ポリエチレングリコールジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−200)2.5g、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−BPE−10)7.5g、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル AMP−10G)5.0g、エトキシ化o−フェニルフェノールアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−LEN−10)5.0g、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−DCP)5.0gを使用した。
光重合開始剤として、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチル−ベンジル)−1−(4−モリホリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン(BASFジャパン(株)製、IRGACURE(登録商標)379 EG)1.0gを使用した。
重合禁止剤として、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.0375g、ブチルヒドロキシトルエン0.005gを使用した。
上記重合性単量体、光重合開始剤、重合禁止剤を均一に混合し、その混合物を2.0g分取した。該混合物2.0gに、上記で得られた(メタ)アクリル基含有アルコキシシランの加水分解物および一般的なアルコキシシランの加水分解物の混合物又は反応生成物からなる珪素化合物の混合液7.0gを添加し、室温で15分間攪拌することにより、光硬化性組成物を得た。
[Example 1]
(Preparation of photocurable composition)
As a (meth) acryl group-containing alkoxysilane, trimethoxysilyl trimethylene acrylate (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-5103) 3.0 g, as a general alkoxysilane, ethyl silicate 40 (manufactured by Colcoat Co., Ltd.) An average pentamer of tetraethoxysilane) 6.8 g and ethanol 13.6 g, with stirring, ethanol 3.6 g / water 1.6 g / 2N HCl 0.1 g 2N HCl / ethanol mixture An aqueous solution is gradually added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour to mix a hydrolyzate of (meth) acrylic group-containing alkoxysilane and a mixture of general alkoxysilane hydrolysates or a reaction product. A liquid was obtained.
As a polymerizable monomer, 2.5 g of polyethylene glycol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK Ester A-200), ethoxylated bisphenol A diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK Ester A) -BPE-10) 7.5 g, phenoxypolyethylene glycol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester AMP-10G) 5.0 g, ethoxylated o-phenylphenol acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.) NK ester A-LEN-10) 5.0 g and tricyclodecane dimethanol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester A-DCP) 5.0 g were used.
As a photopolymerization initiator, 2-dimethylamino-2- (4-methyl-benzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one (manufactured by BASF Japan Ltd., IRGACURE ( (Registered trademark) 379 EG) 1.0 g was used.
As a polymerization inhibitor, hydroquinone monomethyl ether 0.0375 g and butylhydroxytoluene 0.005 g were used.
The polymerizable monomer, photopolymerization initiator, and polymerization inhibitor were uniformly mixed, and 2.0 g of the mixture was collected. To 2.0 g of the mixture, 7.0 g of a mixture of a hydrolyzate of (meth) acrylic group-containing alkoxysilane obtained above and a general hydrolyzate of alkoxysilane or a reaction product of a silicon compound 7.0 g Was added and stirred at room temperature for 15 minutes to obtain a photocurable composition.

(光硬化膜の作製)
φ4インチのシリコンウエハ(P型、片鏡面、酸化膜なし)上に、上記で得られた光硬化性組成物2mlを滴下し、3000rpm、30秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、光硬化性組成物の塗膜がコーティングされたシリコンウエハを得た。上記塗膜がコーティングされたシリコンウエハを、窒素ガスのパージが可能で、天板が石英板で出来た容器内へ、上記塗膜が上面となるよう入れ、密封した後、窒素をパージしながら、石英板を介して、塗膜面側から発光波長365nmのLEDにより、1J/cm2のUV露光量で光照射し、シリコンウエハ上に光硬化膜が積層してなる積層体を得た。
(Preparation of photocured film)
On a φ4 inch silicon wafer (P-type, single mirror surface, no oxide film), 2 ml of the photocurable composition obtained above is dropped, spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds, and dried at 120 ° C. for 2 minutes. Thus, a silicon wafer coated with a coating film of the photocurable composition was obtained. The silicon wafer coated with the above coating film can be purged with nitrogen gas. The top plate is put into a container made of a quartz plate so that the above coating film becomes the top surface and sealed, and then purged with nitrogen. Then, light was irradiated at a UV exposure amount of 1 J / cm 2 from the coated film surface side with an LED having an emission wavelength of 365 nm through a quartz plate to obtain a laminate in which a photocured film was laminated on a silicon wafer.

得られた光硬化膜とシリコンウエハとを含んでなる積層体の密着性を、上記方法にて評価し、その結果を表1に示した。

Figure 0006452557
The adhesion of the laminate comprising the obtained photocured film and the silicon wafer was evaluated by the above method, and the results are shown in Table 1.
Figure 0006452557

(光硬化膜の改質処理)
誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の積算相対強度90%)を備えたチャンバーに、上記で得られた光硬化膜を有したシリコンウエハからなる積層体を、ランプとの距離3mmにて、光硬化膜側に光照射されるようセットし、大気圧から真空引きし、真空度100Pa(酸素濃度200ppm)で、2分間、エキシマランプにより真空紫外光を照射した。
このようにして、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。
(Photocuring film modification process)
Silicon wafer having the photocured film obtained above in a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength: 172 nm, half width: 14 nm, irradiance: 10 mW / cm 2 , integrated relative intensity of 90% or less of 183 nm) The laminate made of is set so that the photocured film side is irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp, evacuated from the atmospheric pressure, and with an excimer lamp at a vacuum degree of 100 Pa (oxygen concentration 200 ppm) for 2 minutes. Irradiated with vacuum ultraviolet light.
Thus, the laminated body which consists of a silicon wafer which modified the surface was obtained.

上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を表2に示した。

Figure 0006452557
By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.
Figure 0006452557

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、表面修飾剤として、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、LS2480)0.1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液2mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされたシリコンウエハを得た。上記塗膜がコーティングされたシリコンウエハを、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、赤外分光光度計(パーキンエルマー製、フーリエ変換赤外分光光度計Spectrum One、1回反射ATR、積算回数16回、Resolution 4cm-1)を用いて、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a surface modifier on the photocured film surface of the laminate comprising the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above. Manufactured by LS2480) 0.1 g and 2 ml of a mixed solution of 1-methoxy-2-propanol 100 g as a solvent, spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and dried at 120 ° C. for 2 minutes. A silicon wafer coated with the coating film was obtained. The silicon wafer coated with the coating film was placed in an oven maintained at 70 ° C. for 1 hour, and the surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, using an infrared spectrophotometer (Perkin Elmer, Fourier Transform Infrared Spectrophotometer Spectrum One, one reflection ATR, 16 integrations, Resolution 4 cm -1 ) Infrared spectroscopy surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the cured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to an amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。

Figure 0006452557
The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.
Figure 0006452557

[実施例2]
(光硬化性組成物の製造方法)
ハロゲン元素を有するアルコキシシランとして、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシランを固形分1%となるようエタノールで希釈した溶液0.28g、(メタ)アクリル基含有アルコキシシランとして、トリメトキシシリルトリメチレンアクリレート(信越化学工業(株)製、KBM−5103)3.0g、およびエタノール13.6gの混合物に、攪拌しながら、エタノール1.6g/水0.3g/2N−HCl 0.1gの2N−HCl/エタノール混合水溶液を徐々に滴下し、室温下、1時間攪拌して、ハロゲン元素を有するアルコキシシランおよび(メタ)アクリル基含有アルコキシシランの加水分解物の混合物又は反応生成物を得た。得られた反応生成物に、さらに、一般的なアルコキシシランとして、エチルシリケート40(コルコート(株)製、テトラエトキシシランの平均5量体物)6.8gおよびジルコニウムアルコキシドとして、85質量%ジルコニウムブトキシド(テトラブチルジルコニウムアルコキシド)の1−ブタノール溶液1.7gを混合し、この混合物に、攪拌しながら、エタノール2.6g/水0.7g/2N−HCl0.1gの2N−HCl/エタノール混合水溶液を、室温下、徐々に滴下した。さらに、エタノール1.0g/水0.4gのエタノール水溶液を徐々に滴下し、室温下、1時間攪拌した。このようにして、一般的なアルコキシシラン、ハロゲン元素を有するアルコキシシラン、(メタ)アクリル基含有アルコキシシランおよびジルコニウムアルコキシドの加水分解物又は反応生成物からなる珪素化合物の混合液を得た。
実施例1で調製した、重合性単量体、光重合開始剤および重合禁止剤の混合物2.0gに、上記で得られた一般的なアルコキシシラン、ハロゲン元素を有するアルコキシシラン、(メタ)アクリル基含有アルコキシシランおよびジルコニウムアルコキシドの加水分解物又は反応生成物からなる珪素化合物の混合液7.0gを添加し、室温で15分間攪拌することにより、光硬化性組成物を得た。
[Example 2]
(Method for producing photocurable composition)
As an alkoxysilane having a halogen element, 0.28 g of a solution obtained by diluting (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane with ethanol to a solid content of 1%, While stirring, a mixture of 3.0 g of methoxysilyltrimethylene acrylate (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-5103) and 13.6 g of ethanol was mixed with ethanol 1.6 g / water 0.3 g / 2N-HCl 0. 1 g of 2N-HCl / ethanol mixed aqueous solution was gradually added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour to obtain a mixture or reaction product of a hydrolyzate of alkoxysilane having a halogen element and (meth) acrylic group-containing alkoxysilane. Obtained. The obtained reaction product was further mixed with 6.8 g of ethyl silicate 40 (an average pentamer of tetraethoxysilane manufactured by Colcoat Co., Ltd.) as a general alkoxysilane and 85% by mass of zirconium butoxide as a zirconium alkoxide. 1.7 g of 1-butanol solution of (tetrabutylzirconium alkoxide) is mixed, and with stirring, 2.6 g of ethanol / 0.7 g of water / 2 g of 0.1N HCl and 2 g of 2N HCl / ethanol mixed aqueous solution are mixed. The solution was gradually added dropwise at room temperature. Furthermore, an ethanol aqueous solution of ethanol 1.0 g / water 0.4 g was gradually added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour. In this manner, a mixed liquid of a general alkoxysilane, an alkoxysilane having a halogen element, a (meth) acryl group-containing alkoxysilane and a hydrolyzate or reaction product of a zirconium alkoxide was obtained.
To the mixture of polymerizable monomer, photopolymerization initiator and polymerization inhibitor prepared in Example 1, 2.0 g of the general alkoxysilane obtained above, alkoxysilane having a halogen element, (meth) acrylic A photocurable composition was obtained by adding 7.0 g of a mixed solution of a silicon compound comprising a hydrolyzate or reaction product of a group-containing alkoxysilane and zirconium alkoxide and stirring at room temperature for 15 minutes.

(光硬化膜の作製)
得られた光硬化性組成物を用いた他は、実施例1と同様にして、積層体の作製を行い、得られた光硬化膜とシリコンウエハとを含んでなる積層体の密着性を、上記方法にて評価し、その結果を上記表1に示した。
(Preparation of photocured film)
Except for using the obtained photocurable composition, a laminate was produced in the same manner as in Example 1, and the adhesion of the obtained laminate comprising the photocured film and the silicon wafer was determined. Evaluation was performed by the above method, and the results are shown in Table 1 above.

(光硬化膜の改質処理)
誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の累積相対強度90%)を備えたチャンバーに、得られた光硬化膜を有するシリコンウエハからなる積層体を、ランプとの距離3mmにて、光硬化膜側に光照射されるようセットし、大気圧から真空引きし、真空度100Pa(酸素濃度200ppm)で2分間真空紫外光を照射した以外、実施例1と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。
(Photocuring film modification process)
A laminate comprising a silicon wafer having a photocured film obtained in a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength: 172 nm, half width: 14 nm, irradiance: 10 mW / cm 2 , cumulative relative intensity of 90% or less of 183 nm) The body was set so that the photocured film side was irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp, evacuated from atmospheric pressure, and irradiated with vacuum ultraviolet light at a vacuum degree of 100 Pa (oxygen concentration 200 ppm) for 2 minutes, The same operation as in Example 1 was performed to obtain a laminate composed of a silicon wafer whose surface was modified.

上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。   By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、表面修飾剤として、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、LS2480)0.1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液2mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされたシリコンウエハを得た。上記塗膜がコーティングされたシリコンウエハを、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as a surface modifier on the photocured film surface of the laminate comprising the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above. Manufactured by LS2480) 0.1 g and 2 ml of a mixed solution of 1-methoxy-2-propanol 100 g as a solvent, spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and dried at 120 ° C. for 2 minutes. A silicon wafer coated with the coating film was obtained. The silicon wafer coated with the coating film was placed in an oven maintained at 70 ° C. for 1 hour, and the surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[実施例3]
光硬化膜の改質処理において、誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の累積相対強度90%)を備えたチャンバーに、実施例2で得られた光硬化膜を有したシリコンウエハからなる積層体を、ランプとの距離3mmにて、光硬化膜側に光照射されるようセットし、大気圧から真空引きし、真空度1kPa(酸素濃度2,000ppm)で2分間真空紫外光を照射した以外、実施例2と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。
[Example 3]
In the modification of the photocured film, a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength: 172 nm, half width: 14 nm, irradiance: 10 mW / cm 2 , cumulative relative intensity of 90% or less of 183 nm) The obtained laminate made of a silicon wafer having a photocured film was set so that the photocured film side was irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp, evacuated from atmospheric pressure, and a vacuum degree of 1 kPa (oxygen) Except for irradiating the vacuum ultraviolet light at a concentration of 2,000 ppm for 2 minutes, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a laminate composed of a silicon wafer whose surface was modified.

上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。   By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、実施例2と同様にして、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
In the same manner as in Example 2, a surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate composed of the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[実施例4]
光硬化膜の改質処理において、誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の累積相対強度90%)を備えたチャンバーに、実施例2で得られた光硬化膜を有したシリコンウエハからなる積層体を、ランプとの距離3mmにて、光硬化膜側に光照射されるようセットし、大気圧から真空引きし、真空度13kPa(酸素濃度27,000ppm)で2分間真空紫外光を照射した以外、実施例2と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。
[Example 4]
In the modification of the photocured film, a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength: 172 nm, half width: 14 nm, irradiance: 10 mW / cm 2 , cumulative relative intensity of 90% or less of 183 nm) The obtained laminate made of a silicon wafer having a photocured film was set so that the photocured film side was irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp, evacuated from atmospheric pressure, and the degree of vacuum was 13 kPa (oxygen) Except for irradiation with vacuum ultraviolet light at a concentration of 27,000 ppm for 2 minutes, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a laminate composed of a silicon wafer whose surface was modified.

上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。   By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、実施例2と同様にして、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
In the same manner as in Example 2, a surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate composed of the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[実施例5]
光硬化膜の改質処理において、誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の積算相対強度90%)を備えたチャンバーに、実施例2で得られた光硬化膜を有したシリコンウエハからなる積層体を、ランプとの距離3mmにて、光硬化膜側に光照射されるようセットし、酸素ガス1200ppmを含有する窒素ガスをチャンバー内に連続的に供給しながら、20分間、真空紫外光を照射した以外は、実施例2と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。
[Example 5]
In the modification process of the photocured film, a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength 172 nm, half width 14 nm, irradiance 10 mW / cm 2 , integrated relative intensity 90% or less of 183 nm) The obtained laminate made of a silicon wafer having a photocured film was set so that the photocured film side was irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp, and nitrogen gas containing 1200 ppm of oxygen gas was placed in the chamber. While continuously supplying, a laminated body made of a silicon wafer having a surface modified was obtained by performing the same operation as in Example 2 except that irradiation with vacuum ultraviolet light was performed for 20 minutes.

上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。   By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、実施例2と同様にして、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
In the same manner as in Example 2, a surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate composed of the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[実施例6]
実施例4と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。
[Example 6]
The same operation as in Example 4 was performed to obtain a laminate composed of a silicon wafer whose surface was modified. By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、
表面修飾剤として、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(信越化学工業(株)製、LS3150)0.1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液2mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされたシリコンウエハを得た。上記塗膜がコーティングされたシリコンウエハを、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
On the photocured film surface of the laminate composed of the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above,
As a surface modifier, 0.1 ml of 3-aminopropyltriethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS3150) and 2 ml of a mixed solution consisting of 100 g of 1-methoxy-2-propanol as a solvent were dropped, 2000 rpm, 20 The film was spin-coated for 2 seconds and dried at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a silicon wafer coated with the coating film of the surface modifier. The silicon wafer coated with the coating film was placed in an oven maintained at 70 ° C. for 1 hour, and the surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[実施例7]
実施例4と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。
[Example 7]
The same operation as in Example 4 was performed to obtain a laminate composed of a silicon wafer whose surface was modified. By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面上に、表面修飾剤として、(3−メルカプトプロピル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−803)1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液2mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされたシリコンウエハを得た。上記塗膜がコーティングされたシリコンウエハを、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、チオール基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
As a surface modifier, (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-) is used as a surface modifier on the surface of the photocured film of the laminate comprising the silicon wafer obtained by modifying the surface obtained above. 803) 2 g of a mixed solution consisting of 1 g of 1 g and 100 g of 1-methoxy-2-propanol as a solvent is dropped, spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and dried at 120 ° C. for 2 minutes to coat the surface modifier coating film A silicon wafer was obtained. The silicon wafer coated with the coating film was placed in an oven maintained at 70 ° C. for 1 hour, and the surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the surface of the photocured film was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the thiol group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[実施例8]
(インプリント法による凹凸パターンを形成した光硬化膜の作製)
フッ素を含有するシランカップリング剤(ダイキン工業(株)製、オプツールHD−1100TH)で離型処理を施し、リンス液(ダイキン工業(株)製、オプツールHD−TH)でリンス処理した、径230nm、高さ500nm、ピッチ460nm、および三角配置のピラーパターンが形成された、φ2インチのシリコン製金型上に、実施例2で得られた光硬化性組成物を、3000rpm、30秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、光硬化性組成物の塗膜がコーティングされたシリコン製金型を得た。上記塗膜がコーティングされたシリコン製金型と、10cm×10cmにカットした厚さ125μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東洋紡績(株)社製、両面易接着処理PETフィルム、コスモシャインA−4300:基材)とを、ナノインプリント装置(SCIVAX(株)製、X−300)にセットし、300Paまで真空引きした後、上記塗膜がコーティングされたシリコン製金型と、PETフィルムからなる基材とを接触させ、圧力2.0MPaをかけ、LED365nm光源から、光を60秒間照射して、UVナノインプリントを行った。その後、PETフィルムをシリコン製金型から剥離し、表面に凹凸パターンが形成された光硬化膜層を有する積層体を得た。
[Example 8]
(Preparation of photocured film with uneven pattern by imprint method)
A diameter of 230 nm, which was subjected to mold release treatment with a fluorine-containing silane coupling agent (Optool HD-1100TH, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) and rinsed with a rinsing liquid (Optool HD-TH, manufactured by Daikin Industries, Ltd.). The photocurable composition obtained in Example 2 was spin-coated at 3000 rpm for 30 seconds on a φ2 inch silicon mold on which a pillar pattern having a height of 500 nm, a pitch of 460 nm, and a triangular arrangement was formed. Then, it was dried at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a silicon mold coated with the coating film of the photocurable composition. Silicon mold coated with the above-mentioned coating film and a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film with a thickness of 125 μm cut to 10 cm × 10 cm (manufactured by Toyobo Co., Ltd., double-sided easy-adhesion treated PET film, Cosmo Shine A-4300: base material) was set in a nanoimprint apparatus (manufactured by SCIVAX Co., Ltd., X-300), evacuated to 300 Pa, and then a silicon mold coated with the coating film and a PET film. The resulting substrate was brought into contact, a pressure of 2.0 MPa was applied, and light was irradiated from an LED 365 nm light source for 60 seconds to perform UV nanoimprinting. Thereafter, the PET film was peeled off from the silicon mold to obtain a laminate having a photocured film layer having a concavo-convex pattern formed on the surface.

上記で得られた積層体のパターン面を、AFM((株)島津製作所製、ナノサーチ顕微鏡 SFT−3500、スーパーシャープSIプローブ SSS-NCHR-10)により観察した結果、使用したシリコン製金型のパターンに対応する径230nm、深さ500nm、ピッチ460nmのホールパターンが形成されていることが確認できた。
得られた積層体の光硬化膜(パターン面)とPETフィルム(基材)との密着性を、上記方法にて評価し、その結果を上記表1に示した。得られた積層体の光硬化膜(パターン面)は、周期的に屈折率が変化している2次元のフォトニック結晶構造である。
As a result of observing the pattern surface of the laminate obtained above with an AFM (manufactured by Shimadzu Corporation, Nano Search Microscope SFT-3500, Super Sharp SI Probe SSS-NCHR-10), the silicon mold used was It was confirmed that a hole pattern having a diameter of 230 nm, a depth of 500 nm, and a pitch of 460 nm corresponding to the pattern was formed.
The adhesion between the photocured film (pattern surface) and the PET film (base material) of the obtained laminate was evaluated by the above method, and the results are shown in Table 1 above. The photocured film (pattern surface) of the obtained laminate has a two-dimensional photonic crystal structure in which the refractive index changes periodically.

(光硬化膜の改質処理)
誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の累積相対強度90%)を備えたチャンバーに、上記で得られた積層体を、ランプとの距離3mmにて、光硬化膜(パターン面)側に光照射されるようセットし、大気圧から真空引きし、真空度100Pa(酸素濃度200ppm)で、2分間エキシマランプにより真空紫外光を照射した。
上記方法にて、改質処理後の外観および得られた積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。得られた積層体は、表面に前記ホールパターンが形成されているにも関わらず、前記ホールパターンが形成されていない比較例の積層体よりも、改質直後、及び2日後の接触角が低い値となっており、十分に表面が改質されていることが分かった。
(Photocuring film modification process)
The laminate obtained above was placed in a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength 172 nm, half width 14 nm, irradiance 10 mW / cm 2 , cumulative relative intensity 90% or less 183 nm) and the distance from the lamp At 3 mm, the photocured film (pattern surface) was set to be irradiated with light, evacuated from atmospheric pressure, and irradiated with vacuum ultraviolet light with an excimer lamp at a vacuum degree of 100 Pa (oxygen concentration 200 ppm) for 2 minutes.
By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with water of the photocured film surface of the obtained laminate were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment. The obtained laminate has a lower contact angle immediately after modification and after 2 days than the laminate of the comparative example in which the hole pattern is formed on the surface but the hole pattern is not formed. It was found that the surface was sufficiently modified.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理した積層体の光硬化膜面上に、表面修飾剤として、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、LS2480)0.1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液4mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされた積層体を得た。上記塗膜がコーティングされた積層体を、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS2480) is used as a surface modifier on the photocured film surface of the laminate obtained by modifying the surface obtained above. 4 ml of a mixed solution consisting of 0.1 g and 100 g of 1-methoxy-2-propanol was added dropwise as a solvent, spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and dried at 120 ° C. for 2 minutes to coat the coating film of the surface modifier. A laminated body was obtained. The laminate coated with the coating film was placed in an oven kept at 70 ° C. for 1 hour, and a surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the surface of the photocured film, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, and it was confirmed that there was an absorption peak peculiar to the amino group. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

[比較例1]
実施例1の光硬化膜の改質処理において、誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の相対強度90%)の代わりに、185nm又は254nmの紫外光を発生する低圧水銀ランプ(放射照度10mW/cm2、183nm以下の累積相対強度0%)を使用し、実施例1で得られた光硬化膜を有したシリコンウエハからなる積層体を、ランプとの距離3mmにて、積層体の光硬化膜側に光照射されるようセットし、10分間照射した以外、実施例1と同様に操作を行い、表面を改質処理したシリコンウエハからなる積層体を得た。
[Comparative Example 1]
In the modification treatment of the photocured film of Example 1, 185 nm or 254 nm instead of the dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength 172 nm, half-value width 14 nm, irradiance 10 mW / cm 2 , relative intensity 90% below 183 nm) A laminate composed of a silicon wafer having a photocured film obtained in Example 1 using a low-pressure mercury lamp (irradiance 10 mW / cm 2 , cumulative relative intensity 0% of 183 nm or less) that generates ultraviolet light of From the silicon wafer whose surface was modified by performing the same operation as in Example 1 except that the light cured film side of the laminate was irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp and irradiated for 10 minutes. The resulting laminate was obtained.

上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。積層体の光硬化膜表面の接触角は、経時変化があり、2日後は大きくなった。   By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment. The contact angle of the surface of the photocured film of the laminate was changed with time and increased after 2 days.

[比較例2]
重合性単量体として、ポリエチレングリコールジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−200)2.5g、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−BPE−10)7.5g、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル AMP−10G)5.0g、エトキシ化o−フェニルフェノールアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−LEN−10)5.0g、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業(株)製、NKエステル A−DCP)5.0gを使用した。
光重合開始剤として、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチル−ベンジル)−1−(4−モリホリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン(BASFジャパン(株)製、IRGACURE(登録商標)379 EG)1.0gを使用した。
重合禁止剤として、ハイドロキノンモノメチルエーテル0.0375g、ブチルヒドロキシトルエン0.005gを使用した。
上記の重合性単量体、光重合開始剤、および重合禁止剤を均一に混合することにより、珪素化合物を含有しない光硬化性組成物を得た。
[Comparative Example 2]
As a polymerizable monomer, 2.5 g of polyethylene glycol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK Ester A-200), ethoxylated bisphenol A diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK Ester A) -BPE-10) 7.5 g, phenoxypolyethylene glycol acrylate (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester AMP-10G) 5.0 g, ethoxylated o-phenylphenol acrylate (Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.), NK ester A-LEN-10) 5.0 g and tricyclodecane dimethanol diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., NK ester A-DCP) 5.0 g were used.
As a photopolymerization initiator, 2-dimethylamino-2- (4-methyl-benzyl) -1- (4-morpholin-4-yl-phenyl) -butan-1-one (manufactured by BASF Japan Ltd., IRGACURE ( (Registered trademark) 379 EG) 1.0 g was used.
As a polymerization inhibitor, hydroquinone monomethyl ether 0.0375 g and butylhydroxytoluene 0.005 g were used.
By uniformly mixing the above polymerizable monomer, photopolymerization initiator, and polymerization inhibitor, a photocurable composition containing no silicon compound was obtained.

(光硬化膜の作製)
上記で得られた、珪素化合物を含有しない光硬化性組成物を用いたこと以外、実施例1と同様に操作して、シリコンウエハ上に光硬化膜が積層してなる積層体を得た。得られた光硬化膜とシリコンウエハとを含んでなる積層体の密着性を、上記方法にて評価し、その結果を上記表1に示した。
(Preparation of photocured film)
A laminate obtained by laminating a photocured film on a silicon wafer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the photocurable composition containing no silicon compound was used. The adhesion of the obtained laminate comprising the photocured film and the silicon wafer was evaluated by the above method, and the results are shown in Table 1 above.

(光硬化膜の改質処理)
さらに、実施例1と同様にして、表面を改質処理した光硬化膜層とシリコンウエハとを含んでなる積層体を得た。
上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシリコンウエハからなる積層体の光硬化膜面の水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を上記表2に示した。積層体の光硬化膜表面の接触角は、実施例1と比べ大きかった。
(Photocuring film modification process)
Furthermore, in the same manner as in Example 1, a laminate including a photocured film layer whose surface was subjected to a modification treatment and a silicon wafer was obtained.
By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle with the water of the photocured film surface of the laminate comprising the obtained silicon wafer were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment. The contact angle of the photocured film surface of the laminate was larger than that of Example 1.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理した積層体の光硬化膜面上に、表面修飾剤として、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、LS2480)0.1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液2mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされた積層体を得た。上記塗膜がコーティングされた積層体を、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、積層体の光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、光硬化膜面上に表面修飾剤を反応させた積層体を浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、光硬化膜表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。光硬化膜表面を乾燥した後、該光硬化膜表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行ったが、アミノ基に特有な吸収ピークが確認されなかった。
(Surface modification of laminate)
3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS2480) is used as a surface modifier on the photocured film surface of the laminate obtained by modifying the surface obtained above. 2 g of a mixed solution consisting of 0.1 g and 100 g of 1-methoxy-2-propanol was added dropwise as a solvent, spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, and dried at 120 ° C. for 2 minutes to coat the surface modifier coating film A laminated body was obtained. The laminate coated with the coating film was placed in an oven kept at 70 ° C. for 1 hour, and a surface modifier was reacted on the photocured film surface of the laminate.
Thereafter, the laminate obtained by reacting the surface modifier on the surface of the photocured film was immersed in isopropyl alcohol in a glass container, subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes, and did not react on the surface of the photocured film. Excess surface modifier was removed by rinsing. After drying the photocured film surface, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the photocured film surface was performed, but no absorption peak peculiar to an amino group was confirmed.

[比較例3]
(公知のフィルムの改質処理)
誘電体バリア放電エキシマランプ(中心波長172nm、半値幅14nm、放射照度10mW/cm2、183nm以下の積算相対強度90%)を備えたチャンバーに、シクロオレフィンポリマーフィルム(日本ゼオン(株)製、ゼオノアフィルムZF−16、厚み100μm)を、ランプとの距離3mmにて、光照射されるようセットし、大気圧から真空引きし、真空度100Pa(酸素濃度200ppm)で、2分間、エキシマランプにより真空紫外光を照射した。
このようにして、表面を改質処理したシクロオレフィンポリマーフィルムを得た。
上記方法にて、改質処理後の外観および得られたシクロオレフィンポリマーフィルムの水との接触角を測定した。改質処理後の外観および接触角(改質前、改質直後および2日後)の測定結果を表2に示した。
[Comparative Example 3]
(Known film modification treatment)
In a chamber equipped with a dielectric barrier discharge excimer lamp (center wavelength 172 nm, half width 14 nm, irradiance 10 mW / cm 2 , integrated relative intensity 90% or less of 183 nm), a cycloolefin polymer film (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., ZEONOR) Film ZF-16, thickness 100 μm) is set to be irradiated with light at a distance of 3 mm from the lamp, evacuated from atmospheric pressure, and vacuumed by an excimer lamp at a vacuum degree of 100 Pa (oxygen concentration 200 ppm) for 2 minutes. Irradiated with ultraviolet light.
In this way, a cycloolefin polymer film whose surface was modified was obtained.
By the above method, the appearance after the modification treatment and the contact angle of the obtained cycloolefin polymer film with water were measured. Table 2 shows the measurement results of the appearance and contact angle (before modification, immediately after modification, and after 2 days) after the modification treatment.

(積層体の表面修飾)
上記で得られた表面を改質処理したシクロオレフィンポリマーフィルムに、表面修飾剤として、3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、LS2480)0.1gおよび溶剤として、1−メトキシ−2−プロパノール100gからなる混合溶液2mlを滴下し、2000rpm、20秒間でスピンコートし、120℃において2分間乾燥して、表面修飾剤の塗膜がコーティングされたシクロオレフィンポリマーフィルムを得た。上記塗膜がコーティングされたシクロオレフィンポリマーフィルムを、70℃に保ったオーブンに1時間入れ、シクロオレフィンポリマーフィルム面上に表面修飾剤を反応させた。
その後、ガラス容器に入れたイソプロピルアルコール中に、シクロオレフィンポリマーフィルム面上に表面修飾剤を反応させたシクロオレフィンポリマーフィルムを浸し、45Hzで2分間の超音波処理を行い、シクロオレフィンポリマーフィルム表面で反応しなかった余分な表面修飾剤をリンスで除去した。シクロオレフィンポリマーフィルム表面を乾燥した後、該シクロオレフィンポリマーフィルム表面の赤外分光法表面反射(FT−IR ATR)分析を行って、アミノ基に特有な吸収ピークがわずかにあることを確認した。このようにして、表面修飾した積層体を得た。
(Surface modification of laminate)
To the cycloolefin polymer film obtained by modifying the surface obtained above, as a surface modifier, 0.1 g of 3- (2-aminoethylaminopropyl) trimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., LS2480) and As a solvent, 2 ml of a mixed solution consisting of 100 g of 1-methoxy-2-propanol was dropped, spin-coated at 2000 rpm for 20 seconds, dried at 120 ° C. for 2 minutes, and a cycloolefin coated with a surface modifier coating film A polymer film was obtained. The cycloolefin polymer film coated with the coating film was placed in an oven maintained at 70 ° C. for 1 hour, and the surface modifier was reacted on the cycloolefin polymer film surface.
Then, the cycloolefin polymer film obtained by reacting the surface modifier with the cycloolefin polymer film surface is immersed in isopropyl alcohol in a glass container, and subjected to ultrasonic treatment at 45 Hz for 2 minutes. The excess surface modifier that did not react was removed by rinsing. After the cycloolefin polymer film surface was dried, infrared spectroscopic surface reflection (FT-IR ATR) analysis of the cycloolefin polymer film surface was performed, and it was confirmed that there was a slight absorption peak peculiar to amino groups. Thus, a surface-modified laminate was obtained.

上記方法にて、得られた表面修飾した積層体の表面修飾面の水との接触角を測定した。その測定結果を表3に示した。   The contact angle of the surface-modified surface of the obtained surface-modified laminate with water was measured by the above method. The measurement results are shown in Table 3.

Claims (14)

基材層と、この基材層の上に形成された、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾によって容易に機能化されるように改質した表面を有する光硬化膜層とを含んでなる表面修飾可能な積層体を製造する方法であって、
前記基材層の一方の表面上に、重合性単量体、珪素化合物光重合開始剤、およびジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドの加水分解物又はジルコニウムアルコキシド又はチタニウムアルコキシドとアルコキシシラン類との反応生成物を含有する光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光を照射して、前記光硬化性組成物を硬化させることにより前記光硬化膜層を形成し、該光硬化膜層に波長183nm以下の光を含む真空紫外光を照射して、前記光硬化膜層の表面を、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質することを特徴とする表面修飾可能な積層体の製法。
A substrate layer and a photocured film layer formed on the substrate layer and having a surface modified so as to be easily functionalized by chemical modification using various surface modifiers A method for producing a surface-modifiable laminate,
On one surface of the base material layer, a polymerizable monomer, a silicon compound, a photopolymerization initiator , a hydrolyzate of zirconium alkoxide or titanium alkoxide, or a reaction product of zirconium alkoxide or titanium alkoxide and alkoxysilanes A photocurable composition containing a coating is applied to form a coating film, and the coating film is irradiated with light to cure the photocurable composition, thereby forming the photocurable film layer. The cured film layer is irradiated with vacuum ultraviolet light containing light having a wavelength of 183 nm or less, and the surface of the photocured film layer is modified to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers. A process for producing a surface-modifiable laminate, characterized by
基材層と、この基材層の上に形成された、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾によって容易に機能化されるように改質した表面を有する光硬化膜層とを含んでなる表面修飾可能な積層体を製造する方法であって、A substrate layer and a photocured film layer formed on the substrate layer and having a surface modified so as to be easily functionalized by chemical modification using various surface modifiers A method for producing a surface-modifiable laminate,
前記基材層の一方の表面上に、重合性単量体、珪素化合物、および光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光を照射して、前記光硬化性組成物を硬化させることにより前記光硬化膜層を形成し、該光硬化膜層がその表面に凹凸パターンを有し、前記光硬化膜層に波長183nm以下の光を含む真空紫外光を照射して、前記光硬化膜層の表面を、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質することを特徴とする表面修飾可能な積層体の製法。On one surface of the base material layer, a photocurable composition containing a polymerizable monomer, a silicon compound, and a photopolymerization initiator is applied to form a coating film, and the coating film is irradiated with light. Then, the photocurable film layer is formed by curing the photocurable composition, the photocured film layer has a concavo-convex pattern on the surface, and light having a wavelength of 183 nm or less is applied to the photocurable film layer. Surface modification is possible by irradiating the vacuum ultraviolet light containing and modifying the surface of the photocured film layer so as to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers To make a simple laminate.
光硬化性組成物の珪素化合物が、シロキサン結合を有する珪素化合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the silicon compound of the photocurable composition is a silicon compound having a siloxane bond. シロキサン結合を有する珪素化合物が、アルコキシシラン類又はアルコキシシラン類の加水分解物であることを特徴とする請求項に記載の製法。 The process according to claim 3 , wherein the silicon compound having a siloxane bond is an alkoxysilane or a hydrolyzate of an alkoxysilane. 波長183nm以下の光を含む真空紫外光は、183nm以下の波長の光が積算相対強度20%以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。 3. The method according to claim 1, wherein the vacuum ultraviolet light containing light having a wavelength of 183 nm or less has light having a wavelength of 183 nm or less having an integrated relative intensity of 20% or more. 真空紫外光の照射を、密閉空間内において、酸素濃度0.1〜100,000ppmの雰囲気で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。 The process according to claim 1 or 2 , wherein the irradiation with vacuum ultraviolet light is performed in an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1 to 100,000 ppm in a sealed space. 真空紫外光の照射を、解放空間内において、真空紫外光を照射する光源と光硬化膜層との間に窒素を流動させた雰囲気で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。 The process according to claim 1 or 2 , wherein the irradiation with the vacuum ultraviolet light is performed in an open space in an atmosphere in which nitrogen is flowed between the light source for irradiating the vacuum ultraviolet light and the photocured film layer. . 真空紫外光を照射する光源と光硬化膜層との距離が5mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the distance between the light source for irradiating the vacuum ultraviolet light and the photocured film layer is 5 mm or less. 真空紫外光の照射を、光露光量が0.01〜100J/cmとなるように行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の製法。 A process according to claim 1 or 2 irradiation of vacuum ultraviolet light, the light exposure amount and performs so that 0.01~100J / cm 2. 凹凸パターンが、インプリント法により形成されたものであることを特徴とする請求項に記載の製法。 The method according to claim 2 , wherein the concavo-convex pattern is formed by an imprint method. 凹凸パターンがフォトニック結晶構造であることを特徴とする請求項に記載の製法。 The method according to claim 2 , wherein the concavo-convex pattern has a photonic crystal structure. 基材層の一方の表面上に、重合性単量体、珪素化合物、および光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を塗布して塗膜を形成し、該塗膜に光を照射して、前記光硬化性組成物を硬化させることにより光硬化膜層を形成し、該光硬化膜層に波長183nm以下の光を含む真空紫外光を照射して、前記光硬化膜層の表面を、各種の表面修飾剤を使用する化学修飾を介して容易に機能化されるように改質し、改質された前記光硬化膜層の表面に、水酸基と反応し得る官能基を有する化合物を反応させて、前記光硬化膜層を化学修飾することを特徴とする表面修飾された積層体の製法。 On one surface of the base material layer, a photocurable composition containing a polymerizable monomer, a silicon compound, and a photopolymerization initiator is applied to form a coating film, and the coating film is irradiated with light. Then, a photocured film layer is formed by curing the photocurable composition, and the photocured film layer is irradiated with vacuum ultraviolet light containing light having a wavelength of 183 nm or less so as to irradiate the surface of the photocured film layer. A compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group on the surface of the modified photocured film layer, modified so as to be easily functionalized through chemical modification using various surface modifiers A method for producing a surface-modified laminate, characterized by reacting and chemically modifying the photocured film layer . 水酸基と反応し得る官能基を有する化合物が、アルコキシシリル基を有する化合物であることを特徴とする請求項12に記載の製法。 The method according to claim 12 , wherein the compound having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group is a compound having an alkoxysilyl group. アルコキシシリル基を有する化合物が、アルコキシシリル基の他に、カルボキシル基、イミド基、エポキシ基、アミノ基、(メタ)アクリル基、チオール基の少なくとも1つを有する化合物であることを特徴とする請求項13に記載の製法。 The compound having an alkoxysilyl group is a compound having at least one of a carboxyl group, an imide group, an epoxy group, an amino group, a (meth) acryl group, and a thiol group in addition to the alkoxysilyl group. Item 14. The method according to Item 13 .
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