JP6693077B2

JP6693077B2 - ナノ構造付き成形体

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Publication number: JP6693077B2
Application number: JP2015201097A
Authority: JP
Inventors: 俊一梶谷
Original assignee: Dexerials Corp
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Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2020-05-13
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Also published as: JP2017072791A

Description

本発明は、ナノ構造による反射防止機能を備えた成形体に関する。

基材表面の凹部又は凸部により形成されたナノ構造体が、可視光波長以下の微細ピッチで多数配置されているナノ構造は、可視光波長域の光に対して優れた反射防止効果を有するモスアイ構造として知られている。

ナノ構造の形成方法として、光ナノインプリント法がある。光ナノインプリント法では、一般に、透明樹脂からなる基材上に光硬化性樹脂を塗布し、表面凹凸を有する原盤を光硬化性樹脂に押し付けて原盤の表面凹凸を光硬化性樹脂に転写し、原盤から剥離した光硬化性樹脂層に紫外線を照射して硬化させ、基材上に、光硬化樹脂からなるモスアイ構造が形成された光学素子を得る。この方法は、ナノ構造を備えたＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のイメージセンサのカバーガラス、ディスプレイのフロントパネル、偏光子等に適用できるとされている（特許文献１）。しかしながら、この方法で自動車メーターパネル、レンズ、枠部に段差を有するディスプレイのフロントパネル、３次元的湾曲形状を有するタッチパネル等の曲面を有する成形体の表面にナノ構造を設けようとしても、原盤は追従性がないため意図したナノ構造を形成することができない。

一方、射出成形体に絵柄をつける方法として、インモールド転写法がある（特許文献２）。インモールド成形法では転写箔を有する転写シートを固定型と可動型の間に送り、固定型と可動型の間隙のキャビティ空間に溶融した熱可塑性樹脂を注入し、射出成形と同時に転写箔を成形体に転写する。この可動型に表面凹凸を設けておくと、インモールド成形する成形体の表面に可動型の表面凹凸が転写され、成形体の表面に深さ２０〜２００μｍの表面凹凸を形成することができる（特許文献３）。しかしながら、この方法で凹凸深さ１００ｎｍ〜数百ｎｍの微細なナノ構造を形成することはできない。

また、インモールド転写法において、モスアイフィルム自体を成形体に転写する方法やモスアイフィルムの表面凹凸を成形体に転写する方法がある（特許文献４）。しかしながら、従来のモスアイフィルムでは、反射防止フィルムとしてのハンドリング性を確保するため、厚さ５０μｍ以上のベースフィルム上の樹脂層にナノ構造が形成されている。そのため、従来のモスアイフィルムは柔軟性に劣り、曲面を有する成形体に転写してもその曲面に追随することができず、シワが発生しやすい。一方、モスアイフィルムの表面凹凸を成形体に転写する場合には、射出成形時の熱や圧力でナノ構造が損傷してしまい、ナノ構造としての機能を得られない。

特開２０１１−５３４９６号公報特開２０１１−１９４７９３号公報特開２００７−５０６４５号公報特表２００８−５０９８２９号公報

上述の従来技術に対し、本発明は、曲面や段差を有する成形体にナノ構造を有するフィルムを貼着する場合でも、シワなどを発生させることなく、均一にナノ構造を形成することを課題とする。

本発明者は、光ナノインプリント法により原盤からフィルム状のマスターフィルムを製造し、そのマスターフィルムを転写型としてナノ構造フィルムを剥離可能に形成することによりマスターフィルム付きナノ構造フィルムを製造し、そのマスターフィルム付きナノ構造フィルムをインモールド転写法又はＴＯＭ法（Three-dimension Over-lay Method）で使用すると、成形体の表面にナノ構造フィルムを溶着させることができること、この場合、(i)ナノ構造フィルムの表面凹凸面はマスターフィルムで保護されているので、インモールド成形時又はナノ構造フィルムの溶着時にナノ構造フィルムが損傷することを抑制できること、(ii)マスターフィルム付きナノ構造フィルムではナノ構造フィルムのハンドリング性を向上させるためのベースフィルムが不要となり、ナノ構造フィルムの厚さを低減できるので、ナノ構造フィルムの柔軟性を向上させることができること、したがって、(iii)成形体が表面に曲面や段差を有する場合でも、その曲面や段差のある表面にナノ構造フィルムを追随させてシワ無く転写できることを見出し、本発明を想到した。

即ち、本発明は、フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有するナノ構造フィルムが該ナノ構造を外側にして熱可塑性樹脂成形体と溶着しており、ナノ構造フィルムの厚さが１〜１０μｍであるナノ構造付き成形体を提供する。

また本発明は、上述のナノ構造付き成形体の製造方法として、熱可塑性樹脂成形体の成形型の内面にマスターフィルム付きナノ構造フィルムを配置し、マスターフィルム付きナノ構造フィルムのナノ構造フィルムが表面に溶着した熱可塑性樹脂成形体を製造し、マスターフィルムを剥離するナノ構造付き成形体の製造方法であって、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムが、ナノ構造フィルム、及びナノ構造フィルムのナノ構造形成面に剥離可能に積層されているマスターフィルムを有し、
ナノ構造フィルムが、フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、ナノ構造フィルムのフィルム厚が１〜１０μｍであり、
ナノ構造フィルムとマスターフィルムの互いの対向の表面凹凸が反転している、ナノ構造付き成形体の製造方法を提供する。

さらに、本発明はナノ構造付き成形体の製造方法の別法として、熱可塑性樹脂成形体上にマスターフィルム付きナノ構造フィルムを配置し、加熱下で真空成形又は圧空成形することによりマスターフィルム付きナノ構造フィルムのナノ構造フィルムを熱可塑性樹脂成形体の表面に溶着させ、マスターフィルムを剥離するナノ構造付き成形体の製造方法であって、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムが、ナノ構造フィルム、及びナノ構造フィルムのナノ構造形成面に剥離可能に積層されているマスターフィルムを有し、
ナノ構造フィルムが、フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、ナノ構造フィルムのフィルム厚が１〜１０μｍであり、
ナノ構造フィルムとマスターフィルムの互いの対向面の表面凹凸が反転している、ナノ構造付き成形体の製造方法を提供する。

本発明によれば、曲面や段差を有する熱可塑性樹脂成形体にも、ナノ構造を有するフィルムを均一に溶着することができる。

図１Ａは、実施例のナノ構造付き成形体１００Ａの正面図である。図１Ｂは、実施例のナノ構造付き成形体１００Ａの断面図である。図２Ａは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図２Ｂは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図２Ｃは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図２Ｄは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図２Ｅは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図２Ｆは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図２Ｇは、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する方法の工程説明図である。図３Ａは、インモールド転写法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図３Ｂは、インモールド転写法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図３Ｃは、インモールド転写法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図３Ｄは、インモールド転写法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図４は、実施例のナノ構造付き成形体１００Ｂであって、マスターフィルムが積層した状態の断面図である。図５Ａは、ＴＯＭ法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図５Ｂは、ＴＯＭ法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図５Ｃは、ＴＯＭ法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図５Ｄは、ＴＯＭ法でナノ構造付き成形体を製造する方法の工程説明図である。図６は、実施例のナノ構造付き成形体１００Ｃの断面図である。図７は、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１Ｂを製造する方法の工程説明図である。図８は、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１Ｂの断面図である。図９は、実施例のナノ構造フィルムの反射スペクトルである。

以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。

＜ナノ構造付き成形体＞
図１Ａは、自動車メーターパネル用プレートとして使用される実施例のナノ構造付き成形体１００Ａの正面図であり、図１Ｂはその断面図である。

このナノ構造付き成形体１００Ａは、図１Ｂの拡大図に示すように、ナノ構造フィルム２１が、透明で表面に曲面５１を有する熱塑性樹脂成形体５０の片面に溶着しているものである。なお、本発明において溶着とは、熱可塑性樹脂の加熱溶融による融着を意味する。

ナノ構造フィルム２１は、その一方のフィルム表面に該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体２５が可視光波長以下のピッチで多数設けられているナノ構造２２を有する。ナノ構造フィルム２１は、ナノ構造２２を外側にして熱可塑性樹脂成形体５０と溶着している。

このナノ構造フィルム２１にはベースフィルムが設けられていない。それゆえ、ナノ構造フィルム２１のフィルム厚は、従来のナノ構造を有する反射防止フィルムよりも薄く、１〜１０μｍ、好ましくは１〜６μｍである。これにより、ナノ構造フィルム２１は柔軟性に優れ、それが溶着する樹脂成形体の表面に曲面があっても段差があっても、樹脂成形体の表面形状に追随する。

このようなナノ構造フィルム２１は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂などの硬化性樹脂を硬化させたものから形成することができ、後述するマスターフィルムとナノ構造フィルム２１との剥離性の点から、ＵＶ硬化型アクリル樹脂等の光硬化樹脂から形成したものが好ましい。

一方、本発明においてナノ構造フィルム２１が溶着する熱可塑性樹脂成形体５０は、図１Ａ、図１Ｂに示した自動車メーターパネル用プレートに限定されず、種々の形状及び用途のとすることができ、特に、従来の反射防止フィルムでは均一に貼着することのできなかった、自動車メーターパネル用プレート、レンズ、枠部に段差を有するディスプレイのフロントパネル、３次元的湾曲形状を有するタッチパネル等の曲面又は段差を有する樹脂成形体をあげることができる。より具体的には、熱可塑性樹脂成形体５０におけるナノ構造フィルム２１の溶着面は曲率半径を１５ｍｍ以上、好ましくは１００ｍｍ以上、さらには５００ｍｍ以上とすることができる。本発明によれば、このような曲面に対してもナノ構造フィルム２１を良好に追随させることができる。勿論、ナノ構造フィルム２１の溶着面を、曲率半径が無限大、即ち平面としてもよい。ナノ構造フィルムをシワ、たるみ、クラックなどが入らずきれいに溶着できる点からは、熱可塑性樹脂成形体５０における溶着面の曲率半径は、好ましくは１５ｍｍ以上無限大以下が好ましく、特に、曲面を溶着面とする点からは１５ｍｍ以上５００ｍｍ以下が好ましい。

＜ナノ構造付き成形体の製造方法＞
ナノ構造付き成形体１００Ａの製造方法の概要としては、例えば、まず図２Ｇに示すように、ナノ構造フィルム２１のナノ構造２２の形成面に、マスターフィルム１０が剥離可能に積層しているマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造する。次に、熱可塑性樹脂成形体本体５０の成形型の内面にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を配置し、ナノ構造フィルム２１が表面に溶着した熱可塑性樹脂成形体を製造し、そこからマスターフィルム１０を剥離すればよい。

以下に、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１の製造方法と、これを用いたナノ構造付き成形体１００Ａの製造方法について詳細に説明する。

（マスターフィルム付きナノ構造フィルムの製造方法）
マスターフィルム付きナノ構造フィルム１は次の工程から製造することができる。

工程１：
ナノ構造フィルム２１に形成しようとするナノ構造の表面凹凸３１を表面に有する原盤３０を作製する（図２Ａ）。例えば、ナノ構造フィルム２１の反射防止機能、防汚機能、親水・撥水機能を考慮して、構造体間のピッチを可視光波長以下、特に数百ｎｍとし、構造体の高さ（即ち、山と谷の高低差）を数十〜数百ｎｍとする。

この原盤３０の作製方法自体には特に制限はなく、ナノ構造の原盤を作製する公知の方法を使用することができる。例えば、特許文献１に記載のように、ロールガラス原盤を、レーザ光を用いてフォトリソグラフの手法によりパターニングする方法を使用することができる。また、アルミニウムを陽極酸化して得られる陽極酸化ポーラスアルミナを原盤として使用してもよい（ＷＯ２００６／０５９６８６）。

工程２：
原盤３０のナノ構造の表面凹凸３１の形成面に、第１の光硬化性樹脂１１ｐを密着させる（図２Ｂ）。より具体的には、例えば、ベースフィルム１２に塗布した第１の光硬化性樹脂１１ｐを原盤３０に密着させる。

ここで、ベースフィルム１２としては、フィルム厚が３０μｍ未満では破れ易くなるため、３０μｍ以上が好ましく、５０μｍがより好ましく、６０μｍ以上がさらに好ましい。また、フィルム厚が４００μｍになると、ロールツールールで表面凹凸を転写することにより反転凹凸樹脂層１１を形成することが困難になる。そのためフィルム厚は４００μｍ未満が好ましく、２００μｍ以下がより好ましく、１５０μｍ以下がさらに好ましい。

また、ベースフィルム１２を構成するフィルムの種類としては、マスターフィルム１０の形状安定性、湾曲形状への追従性、透明性の点から、ＰＥＴフィルム、ＴＡＣフィルム、ＰＣフィルム等を使用することができ、中でも追従性に優れたインモールド成型用のＰＣフィルムやＰＭＭＡフィルム、易成型ＰＥＴフィルムなどの加飾成型フィルムとして用いられる、ガラス転移点Ｔｇを超えると変形性が向上する熱可塑性樹脂フィルムを使用することが好ましい。

第１の光硬化性樹脂１１ｐとしては、例えば、アクリル系又はメタアクリル系モノマー、開始剤、シリコーン系、フッ素系樹脂等の離型剤を含有する紫外線硬化性樹脂を使用することができる。
また、第１の光硬化性樹脂１１ｐの塗布厚は１〜１０μｍが好ましい。

工程３：
次に、原盤３０上の第１の光硬化性樹脂１１ｐに紫外線を照射して光硬化させて反転凹凸樹脂層１１を形成し（図２Ｃ）、これを原盤３０から剥離してマスターフィルム１０を得る（図２Ｄ）。

工程４：
マスターフィルム１０の表面凹凸の形成面に第２の光硬化性樹脂２１ｐを塗布する（図２Ｅ）。ここで、第２の光硬化性樹脂２１ｐとしては、例えば、アクリル系又はメタアクリル系モノマー、開始剤、シリコーン系離型剤等を含有する液状の紫外線硬化性樹脂を使用することができる。特に、第２の光硬化性樹脂２１ｐを光硬化させた後、その硬化層とマスターフィルム１０の反転凹凸樹脂層１１とを剥離可能とするため、第１の光硬化性樹脂１１ｐと第２の光硬化性樹脂２１ｐのどちらか一方、もしくは双方にシリコーン系等の離型剤を添加するか、又は双方の弾性率（ヤング率）を異ならせ、より好ましくは離型剤を添加すると共に弾性率を異ならせる。双方の弾性率を異ならせる場合に、弾性率の差は４００〜１２００ＭＰａとすることが好ましい。例えば、ナノ構造フィルム２１の弾性率を３００〜７００ＭＰａとし、反転凹凸樹脂層１１の弾性率を７００〜１５００ＭＰａとする。弾性率の調整は、例えば、官能基数が少ない変性ジアクリレートや、ポリエチレングリコールジアクリレート等のグリコール系樹脂を添加した低弾性率のＵＶ硬化型樹脂を配合することにより行う。

また、マスターフィルム１０のナノ構造の形成面に、酸化ケイ素、シリコン、酸化タングステン、ＩＴＯ等の無機膜を数ｎｍ〜２０ｎｍ程度の厚さで設けてもよい。この無機膜はスパッタ法で形成することができる。無機膜の形成により離型剤の添加や弾性率の調整を省略することができる。

第２の光硬化性樹脂２１ｐの塗布厚は、この第２の光硬化性樹脂から形成されるナノ構造フィルム２１におけるナノ構造の製造安定性の点から、１〜１０μｍとすることが好ましく、１〜６μｍがより好ましい。

第２の光硬化性樹脂２１ｐのマスターフィルム１０への塗布は、スポイドでノズルから滴下するか、ダイを用いて、マスターフィルム１０と、表面を鏡面仕上げしたガラス製のミラー原盤４０との間に第２の硬化性樹脂２１ｐを充填することで行うことができる。
なお、ミラー原盤４０としては、金属製のものを使用してもよい。

工程５：
マスターフィルム１０側から紫外線を照射し、第２の光硬化性樹脂２１ｐを光硬化させてナノ構造フィルム２１を形成する（図２Ｆ）。こうして得られるナノ構造フィルム２１はそのフィルム厚が好ましくは１〜１０μｍ、より好ましくは１〜６μｍであり、ナノ構造フィルム２１とマスターフィルム１０は、互いの対向面の表面凹凸が反転している。

工程６：
ナノ構造フィルム２１をミラー原盤４０から剥離し、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を得る（図２Ｇ）。なお、ナノ構造フィルム２１とミラー原盤４０との界面が平坦であるのに対し、ナノ構造フィルム２１と、マスターフィルム１０の反転凹凸樹脂層１１との界面はナノ構造の表面凹凸により面積が広く、アンカー効果もはたらくため、ナノ構造フィルム２１は、ミラー原盤４０よりもマスターフィルム１０の反転凹凸樹脂層１１と密着する。このため、ナノ構造フィルム２１はミラー原盤４０から容易に剥離することができる。

（ナノ構造付き成形体の製造方法）
マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を用いてナノ構造付き成形体１００Ａを製造する方法としては、熱可塑性樹脂成形体５０にナノ構造をもたせるために、該熱可塑性樹脂成形体５０の成形型を使用する方法と、その成形型を使用しない方法をあげることができる。

熱可塑性樹脂成形体にナノ構造をもたせるために、該熱可塑性樹脂成形体５０の成形型を使用する方法としては、熱可塑性樹脂成形体５０の成形型の内面にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を配置し、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１のナノ構造フィルム２１が表面に溶着した熱可塑性樹脂成形体を製造し、次いでマスターフィルム１０を剥離する方法をあげることができる。一方、熱可塑性樹脂成形体にナノ構造をもたせるために成形型を使用しない方法としては、ＴＯＭ法（Three-dimension Over-lay Method）等をあげることができる。

より具体的には、上述の成形型を使用する方法としてはインモールド転写法等をあげることができる。この場合、成形型の内面にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を、そのマスターフィルム１０を成形型の内面に対向するように配置し、成形型に溶融した熱可塑性樹脂を注入して熱可塑性樹脂成形体５０を成形すると共に熱可塑性樹脂成形体５０にナノ構造フィルム２１を溶着してもよく、また、成形型を用いて熱可塑性樹脂成形体５０を成型した後に熱可塑性樹脂成形体を成形型から取り出し、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１をその成形型の内面に配置し、ナノ構造フィルム２１を熱可塑性樹脂成形体５０に溶着してもよい。ナノ構造フィルム２１はフィルム厚が１〜１０μｍと薄く、柔軟性に優れているため、いずれの方法でもナノ構造フィルム２１を熱可塑性樹脂成形体５０の表面にシワ無く溶着させることができる。また、溶着後にマスターフィルム１０を剥離するまで、ナノ構造フィルム２１のナノ構造はマスターフィルム１０で保護されているため、ナノ構造が損傷を受けることが回避される。

図３Ａ〜図３Ｄはインモールド転写法で熱可塑性樹脂成形体を製造する場合の工程説明図である。この方法では、まず、図３Ａに示すように、転写箔がついた転写シート６０としてマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を使用し、可動型６１にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を供給する。この場合、ナノ構造フィルム２１を固定型６２に向ける。

次に、図３Ｂに示すように、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１をクランプし、可動型６１側に吸引する。

そして、図３Ｃに示すように、固定型６２に形成されている樹脂注入口６３から溶融した熱可塑性樹脂５０ａを、可動型６１及び固定型６２の間のキャビティ空間６４に充填し、熱可塑性樹脂成形体５０を射出成形する。この成形時にナノ構造フィルム２１は、熱可塑性樹脂成形体５０に溶着する。

その後、図３Ｄに示すように、マスターフィルム１０を可動型６１へ吸引した状態で可動型６１を固定型６２から離し、熱可塑性樹脂成形体５０を取り出す。このとき、ナノ構造フィルム２１はマスターフィルム１０から剥離し、熱可塑性樹脂成形体５０にナノ構造フィルム２１が溶着したナノ構造付き成形体１００Ａが得られる。

ナノ構造付き成形体の製造方法の別法としては、例えば、インモールド転写法でナノ構造付き成形体を製造するにあたり、ナノ構造フィルム２１を溶着する熱可塑性樹脂成形体５０の表面が平坦な場合には、マスターフィルム付きナノ構造フィルムとは別個に転写シートを使用し、転写シートに設ける転写箔としてマスターフィルム付きナノ構造フィルム１０を使用する。これにより、図４に示したように、熱可塑性樹脂成形体５０にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を溶着させたナノ構造付き成形体１００Ｂを得ることができる。ナノ構造付き成形体１００Ｂのマスターフィルム１０はナノ構造フィルム２１から容易に剥離することができるので、マスターフィルム１０をナノ構造フィルム２１の保護フィルムとして使用することができる。

ナノ構造付き成形体の製造方法のうち、ＴＯＭ法を使用する場合の具体的方法としては、例えば、図５Ａ〜図５Ｄに示すように、上ボックス７１と下ボックス７２からなる成形機７０を使用する方法をあげることができる。上ボックス７１には、ヒーター７３が設けられている。下ボックス７２には、昇降機能付きのテーブル７４、熱可塑性樹脂成形体５０を載置する受治具７５、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１の載置部が設けられている。また、上ボックス７１と下ボックス７２には給排気管７６、７７が設けられており、これらは圧空ポンプと真空ポンプに接続されている。

この成形機７０を使用して熱可塑性樹脂成形体５０にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を溶着する場合、まず、下ボックス７２の受治具７５に熱可塑性樹脂成形体５０をセットすると共にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１をセットする（図５Ａ）。次に、上ボックス７１を降下させて上ボックス７１と下ボックス７２を閉じ、これらの内部を真空にし（図５Ｂ）、ヒーター７３で成形機７０内を加熱し、テーブル７４を上昇させ、上ボックス７１内に圧縮空気を導入し、熱可塑性樹脂成形体５０にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１のナノ構造フィルム２１を溶着する（図５Ｃ）。このとき、テーブル７４の上昇位置を調整して熱可塑性樹脂成形体５０の所定の面にのみナノ構造フィルム２１を溶着させる。次いで、図５Ｄに示すように上ボックス７１でマスターフィルム１０を吸引しつつ、テーブル７４を下降させる。これによりマスターフィルム１０がナノ構造フィルム２１から剥離し、熱可塑性樹脂成形体５０にナノ構造フィルム２１が溶着したナノ構造付き成形体１００Ａを得る。

上述のように種々の方法でナノ構造付き成形体を製造するにあたり、ナノ構造フィルムとして、その表裏両面にナノ構造を有するものを使用してもよい。図６に示すように、表裏両面にナノ構造２２、２２Ｂを有するナノ構造フィルム２１Ｂを使用し、これを熱可塑性樹脂成形体５０に溶着することにより、ナノ構造付き成形体１００Ｃの表面及び内部にナノ構造２２、２２Ｂを設けることができる。このナノ構造付き成形体１００Ｃによれば、反射防止特性を一層改善することができる。

この表面及び内部にナノ構造２２、２２Ｂを有するナノ構造付き成形体１００Ｃは、表裏両面にナノ構造を有するナノ構造フィルム２１Ｂとマスターフィルム１０が剥離可能に積層しているマスターフィルム付きナノ構造フィルム１Ｂを用いて、前述のナノ構造付き成形体１００Ａと同様に製造することができる。

また、表裏両面にナノ構造を有するマスターフィルム付きナノ構造フィルム１Ｂは、前述のマスターフィルム付きナノ構造フィルム１の製造方法の工程３でマスターフィルム１０を形成し、それを原盤３０から剥離し（図２Ｄ）、工程４でマスターフィルム１０の表面凹凸の形成面に第２の光硬化性樹脂２１ｐを塗布するときに、図７に示すように、塗布した第２の光硬化性樹脂２１ｐの表面を第２の構造体２６に対して反転した表面凹凸を有するロール状の第２の原盤３２で押さえつつマスターフィルム１０側から紫外線を照射して第２の光硬化性樹脂２１ｐを硬化させればよい。これにより、図８に示すように、表裏両面にナノ構造２２、２２Ｂを有するナノ構造フィルム２１Ｂとマスターフィルム１０が積層したマスターフィルム付きナノ構造フィルム１Ｂを得ることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１
図２Ａ〜図２Ｇに示した工程でマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を製造した。この場合、ベースフィルム１２としてＴＡＣフィルム（厚み６０μｍ）を使用し、このＴＡＣフィルムに紫外線硬化性樹脂を塗布し、ＴＡＣフィルム上の紫外線硬化樹脂層に、ロールガラス原盤３０の表面に形成したナノ構造の表面凹凸を転写し、光硬化させることにより反転凹凸樹脂層１１を形成することでマスターフィルム１０を得た。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いた測定により、反転凹凸樹脂層１１の厚さは３μｍ、反転凹凸樹脂層１１におけるナノ構造体のピッチは１５０〜２３０ｎｍ、深さは２５０〜３００ｎｍであった。次に、このマスターフィルム１０のナノ構造面である反転凹凸樹脂層１１に、無機膜であるＳｉを厚さ２０ｎｍ、スパッタリング法にて形成し、その無機膜の形成面とロール型のミラー原盤４０との間に紫外線硬化性樹脂を充填し、光硬化させることによりナノ構造フィルム２１を形成し、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１を得た。ナノ構造フィルム２１の厚さは３μｍであった。また、ナノ構造フィルム２１は反転凹凸樹脂層１１と同様の紫外線硬化性樹脂から形成した。

このマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を、曲率半径８０ｍｍのガラス製レンズ型とＰＭＭＡ板材（厚さ１．０ｍｍ）との間に、ナノ構造フィルム２１がこの板材と接するように配置し、温度１８０℃に加熱して板材を変形させながら、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１のナノ構造フィルム２１側を板材に溶着した。

この板材を放冷後、レンズ型から取り出し、マスターフィルム１０を剥がすと板材の表面にナノ構造フィルム２１がしわなく、汚染されずに溶着されていることを確認できた。このナノ構造フィルム２１面の反射スペクトルを分光光度計により測定し、視感反射率Ｙを計算したところ０．４％であり、優れた反射防止性能が確認できた。この反射スペクトルを図９に示す。

比較例１
実施例１と同様に形成したマスターフィルム１０を、曲率半径８０ｍｍのガラス製レンズ型とＰＭＭＡ板材（厚さ１．０ｍｍ）との間に、ＴＡＣフィルムが板材と接するように配置し、温度１８０℃に加熱して板材を変形させながらマスターフィルム１０を板材に溶着した。その結果、マスターフィルム１０のナノ構造面の汚染が確認された。また、マスターフィルム１０の溶着直後は外観にしわや剥がれがなかったが、溶着後の放冷開始から数分程度で全体面積の３０％程度のはがれの発生が確認された。

実施例２
実施例１よりも曲率半径の小さい板材にマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を溶着できるようにするため、実施例１においてＴＡＣフィルム（厚さ６０μｍ）に代えてＰＭＭＡフィルム（厚み１５０μｍ）を使用し、それ以外は実施例１と同様にしてマスターフィルム１０を作製し、それにナノ構造フィルム２１を形成することでマスターフィルム付きナノ構造フィルム１を作製した。

また、曲率半径８０ｍｍのガラス製レンズ型に代えて曲率半径１５ｍｍのガラス製レンズ型を使用し、実施例１と同様にしてＰＭＭＡ板材（厚さ１．０ｍｍ）に、マスターフィルム付きナノ構造フィルム１のナノ構造フィルム２１側を溶着した。

この板材を放冷後、レンズ型から取り出し、マスターフィルム１０を剥がすと、板材の表面にナノ構造フィルムがしわなく、汚染されずに溶着されていることを確認できた。このナノ構造フィルム２１面の反射スペクトルから視感反射率Ｙ値を実施例１と同様に求めたところ０．４％であり、優れた反射防止性能が確認できた。

比較例２
実施例２と同様に形成したマスターフィルム１０を、曲率半径１５ｍｍのガラス製レンズ型とＰＭＭＡ板材（厚さ１．０ｍｍ）との間にＰＭＭＡフィルムが板材に接するように配置し、温度１８０℃に加熱して板材を変形させながらマスターフィルム１０を板材に溶着した。その結果、放冷開始直後に、マスターフィルム１０のナノ構造面である反転凹凸樹脂層１１の、Ｒ形状に沿った輪帯上のほぼ全面にクラックが入る等の外観不良が確認された。

１、１Ｂマスターフィルム付きナノ構造フィルム
１０マスターフィルム
１１反転凹凸樹脂層
１１ｐ第１の光硬化性樹脂
１２ベースフィルム
２１、２１Ｂナノ構造フィルム
２１ｐ第２の光硬化性樹脂
２２、２２Ｂナノ構造
２５、２６構造体
３０原盤
３１表面凹凸
３２第２の原盤
４０ミラー原盤
５０熱可塑性樹脂成形体
５０ａ溶融した熱可塑性樹脂
５１曲面
６０転写シート
６１可動型
６２固定型
６３樹脂注入口
６４キャビティ空間
７０成形機
７１上ボックス
７２下ボックス
７３ヒーター
７４テーブル
７５受治具
７６給排気管
７７給排気管
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃナノ構造付き成形体

Claims

フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有するナノ構造フィルムが該ナノ構造を外側にして熱可塑性樹脂成形体と溶着しており、ナノ構造フィルムの厚さが１〜１０μｍであるナノ構造付き成形体であって、
ナノ構造フィルムが、ＵＶ硬化型アクリル樹脂を光硬化させた光硬化樹脂から形成されており、
ナノ構造付き成形体のナノ構造の形成面には、更に、マスターフィルムが剥離可能に積層されており、マスターフィルムのナノ構造フィルム側表面には、ナノ構造の表面凹凸が反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層が形成されており、
ナノ構造フィルムのヤング率が３００〜７００ＭＰａであり、反転凹凸樹脂層のヤング率が７００〜１５００ＭＰａであり、それらの差が４００〜１２００ＭＰａであるナノ構造付き成形体。
熱可塑性樹脂成形体が、曲率半径１５ｍｍ以上の３次元の曲面を有する請求項１記載のナノ構造付き成形体。
ナノ構造が、ナノ構造付き成形体の内部に形成されている請求項１又は２記載のナノ構造付き成形体。
熱可塑性樹脂成形体の成形型の内面にマスターフィルム付きナノ構造フィルムを配置し、マスターフィルム付きナノ構造フィルムのナノ構造フィルムが表面に溶着した熱可塑性樹脂成形体を製造するナノ構造付き成形体の製造方法であって、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムが、ナノ構造フィルム、及びナノ構造フィルムのナノ構造形成面に剥離可能に積層されているマスターフィルムを有し、
ナノ構造フィルムが、ＵＶ硬化型アクリル樹脂を光硬化させた光硬化樹脂から形成されており、当該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、ナノ構造フィルムのフィルム厚が１〜１０μｍであり、
マスターフィルムのナノ構造フィルム側表面には、ナノ構造の表面凹凸が反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層が形成されており、
ナノ構造フィルムのヤング率が３００〜７００ＭＰａであり、反転凹凸樹脂層のヤング率が７００〜１５００ＭＰａであり、それらの差が４００〜１２００ＭＰａであるナノ構造付き成形体の製造方法。
熱可塑性樹脂成形体の成形型の内面にマスターフィルム付きナノ構造フィルムを配置した後、該成形型で熱可塑性樹脂成形体を成形すると共に熱可塑性樹脂成形体にナノ構造フィルムを溶着する請求項４記載のナノ構造付き成形体の製造方法。
熱可塑性樹脂成形体の成形後にマスターフィルム付きナノ構造フィルムを熱可塑性樹脂成形体の成形型の内面に配置し、ナノ構造フィルムを熱可塑性樹脂成形体に溶着する請求項４記載のナノ構造付き成形体の製造方法。
熱可塑性樹脂成形体上にマスターフィルム付きナノ構造フィルムを配置し、加熱下で真空成形又は圧空成形することによりマスターフィルム付きナノ構造フィルムのナノ構造フィルムを熱可塑性樹脂成形体の表面に溶着させるナノ構造付き成形体の製造方法であって、
マスターフィルム付きナノ構造フィルムが、ナノ構造フィルム、及びナノ構造フィルムのナノ構造形成面に剥離可能に積層されているマスターフィルムを有し、
ナノ構造フィルムが、ＵＶ硬化型アクリル樹脂を光硬化させた光硬化樹脂から形成されており、当該フィルム表面の凹部又は凸部により形成された構造体が可視光波長以下のピッチで設けられているナノ構造を有し、ナノ構造フィルムのフィルム厚が１〜１０μｍであり、
マスターフィルムのナノ構造フィルム側表面には、ナノ構造の表面凹凸が反転した表面凹凸を有する反転凹凸樹脂層が形成されており、
ナノ構造フィルムのヤング率が３００〜７００ＭＰａであり、反転凹凸樹脂層のヤング率が７００〜１５００ＭＰａであり、それらの差が４００〜１２００ＭＰａであるナノ構造付き成形体の製造方法。