JP7434174B2 - ハードコート層付モールド樹脂およびその製造方法 - Google Patents

ハードコート層付モールド樹脂およびその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ハードコート層付モールド樹脂およびその製造方法に関し、具体的には、ハードコート層付モールド樹脂、および、その製造方法に関する。
従来、モールド成形された樹脂成形品(モールド樹脂)には、例えば、機械物性、耐擦傷性、耐ブロッキング性などの種々の機能性を付与することが要求されており、このような要求を満足するため、モールド樹脂の表面を機能層で被覆することが知られている。
より具体的には、例えば、離型性を有する基材シート上にハードコート層、絵柄層および接着層を順次積層した転写材が提案されている。また、その転写材を成形金型内に配置し、溶融樹脂を金型内に射出充填することにより樹脂成形品に接着層を介してハードコート層を積層し、さらに、基材シートを剥離した後、ハードコート層を活性エネルギー線などにより架橋硬化させることも、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
これにより、樹脂成形品とハードコート層とが接着層を介して接着された、ハードコート層付樹脂成形品を得ることができる。
特開2014-193524号公報
一方、特許文献1に記載の転写材では、基材シートに対してハードコート層、絵柄層および接着層が順次配置されているため、接着層が最上層として露出されている。その結果、転写材を金型に配置して、溶融樹脂を金型内に射出充填するときに、金型に接着層が付着して、金型が汚れる場合がある。
これに対して、金型の汚染を抑制するため、接着層を省略することも検討されるが、この場合には、樹脂成形品に対してハードコート層を接着できないという不具合がある。
また、転写材を金型に配置せず、例えば、金型内で硬化させた樹脂と転写材とを別途準備し、治具により位置合わせして、接着層を介してハードコート層を転写することも検討される。
しかし、このような方法でも、接着層が治具に接触するため、治具に接着層が付着して、治具が汚れる場合がある。
本発明は、金型や治具などの成形用具の汚染を抑制できるハードコート層付モールド樹脂の製造方法、および、得られるハードコート層付モールド樹脂である。
本発明[1]は、基材シートと、前記基材シートの一方面に配置され、モールド樹脂の表面の少なくとも一部を保護するための保護層とを備える多層シートを備える転写材であって、前記保護層は、前記多層シートの最表層であり、活性エネルギー線硬化性樹脂の活性エネルギー線による硬化物または半硬化物を含み、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂と熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖とを有する転写材を準備する転写材準備工程と、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂を準備する樹脂準備工程と、前記保護層が露出するように前記転写材を配置する配置工程と、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂と前記保護層とを接触させて加熱し、前記モールド樹脂に前記保護層を硬化させてなるハードコート層を転写する転写工程とを備え、前記転写工程では、前記保護層と前記モールド樹脂とを反応させ、互いに化学結合させるとともに、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂を硬化させ、さらに、前記保護層を硬化させてハードコート層を形成する、ハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[2]は、前記転写工程は、未熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、前記モールド樹脂および前記保護層を化学結合させる、上記[1]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[3]前記転写工程は、未熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを化学結合させる第1加熱工程と、半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを、前記第1加熱工程の後に加熱する第2加熱工程とを備える、上記[1]または[2]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[4]は、前記転写工程は、予め成形された半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、前記モールド樹脂および前記保護層を化学結合させる転写工程を備える、上記[1]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[5]は、前記転写工程は、予め成形された半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを化学結合させる第1加熱工程と、半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを、前記第1加熱工程の後に加熱する第2加熱工程とを備える、上記[1]または[2]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[6]は、前記転写工程では、前記ハードコート層付モールド樹脂を複数備えるハードコート層付モールド樹脂集合体を成形し、転写工程の後、前記ハードコート層付モールド樹脂集合体を複数のハードコート層付モールド樹脂に分割するダイシング工程を備える、上記[1]~[5]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[7]は、前記ダイシング工程では、ブレードダイシングにより複数のハードコート層付モールド樹脂を得る、上記[6]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[8]は、前記ダイシング工程では、レーザダイシングにより複数のハードコート層付モールド樹脂を得る、上記[6]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[9]は、前記ダイシング工程における分割の前、かつ、前記転写工程の後にダイシングテープを配置する、上記[6]~[8]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[10]は、前記ダイシング工程における分割の前、かつ、前記転写工程の前にダイシングテープを配置する、上記[6]~[8]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[11]は、前記モールド樹脂に、半導体素子が封止される、上記[1]~[10]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[12]は、前記半導体素子が、光半導体素子である、上記[11]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[13]は、前記モールド樹脂が、エポキシ樹脂および/またはシリコーン樹脂である、上記[11]または[12]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[14]は、前記保護層の前記熱反応性基が、水酸基、エポキシ基、カルボキシ基および(メタ)アクリロイル基からなる群から選択される少なくとも1種である、上記[13]に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法を含んでいる。
本発明[15]は、モールド樹脂と、前記モールド樹脂の表面の少なくとも一部を保護するハードコート層とを備え、前記ハードコート層は、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂と熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖とを有する活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化物であり、前記ハードコート層と前記モールド樹脂とが、前記活性エネルギー線硬化性樹脂の前記熱反応性基と、前記モールド樹脂の化学結合で接合されている、ハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[16]は、さらに、前記モールド樹脂に封止されている半導体素子を備える、上記[15]に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[17]は、前記半導体素子が、光半導体素子である、上記[16]に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[18]は、前記光半導体素子が、受光素子である、上記[17]に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[19]は、前記光半導体素子が、発光素子である、上記[17]に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[20]は、さらに、前記光半導体素子が電気的に接続される基板を備え、前記基板、前記モールド樹脂および前記ハードコート層が、一方側から他方側に向かって順次積層されており、前記モールド樹脂は、前記一方側の表面と、前記他方側の表面と、それらを連結する周側面とを備え、前記ハードコート層は、前記モールド樹脂の前記他方側の表面にのみ配置され、前記モールド樹脂の前記周側面に配置されていない、上記[17]~[19]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[21]は、前記ハードコート層の表面粗さと比較して、前記モールド樹脂の周側面の表面粗さが大きい、上記[17]~[20]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明[22]は、前記ハードコート層の表面粗さと比較して、前記ハードコート層の周側面の表面粗さが大きい、上記[17]~[21]のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂を含んでいる。
本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法で用いられる多層シートおよび転写材では、保護層が、活性エネルギー線硬化性樹脂の活性エネルギー線による硬化物または半硬化物を含み、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂に対して熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖とを有している。
そのため、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂と、保護層とを接触させて加熱することにより、それらを互いに化学結合させることができ、さらに、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂を硬化させて、硬化物としてのモールド樹脂を成形し、加えて、保護層を硬化させてハードコート層を得ることができる。
これにより、接着層を設けることなく、ハードコート層とモールド樹脂とを接着することができる。
また、本発明ハードコート層付モールド樹脂の製造方法で用いられる多層シートおよび転写材では、保護層が、ポリシロキサン鎖を有しているため、保護層の表面が金型や治具などの成形用具に接触しても、互いの接着を抑制できる。そのため、成形用具の汚染を抑制できる。
すなわち、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法では、成形用具の汚染を抑制し、モールド樹脂とハードコート層との接着性に優れるハードコート層付モールド樹脂を、効率よく製造することができる。
さらに、ハードコート層付モールド樹脂は、成形用具の汚染を抑制して製造されており、接着層を介することなく、モールド樹脂とハードコート層とが接着されている。
図1は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法で用いられる多層シートの一実施形態を示す概略図である。 図2は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の一実施形態を示す概略図である。 図3は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法の一実施形態を示すフロー図であり、図3Aは、転写材準備工程、図3Bは、配置工程、図3Cは、転写工程、および図3Dは、剥離工程を、それぞれ示す。 図4は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法多層シートの他の実施形態を示す概略図である。 図5は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法の他の実施形態を示すフロー図であり、図5Aは、転写工程において、未熱硬化状態のモールド樹脂と、未熱硬化状態の保護層とを接触させてプレキュアし、半熱硬化状態のモールド樹脂と、半熱硬化状態の保護層とを化学結合させる第1加熱工程、図5Bは、半熱硬化状態のモールド樹脂から転写材を剥離する剥離工程、図5Cは、転写工程において、半熱硬化状態のモールド樹脂と、半熱硬化状態の保護層とをポストキュアする第2加熱工程、図5Dは、転写工程の後、ハードコート層付モールド樹脂集合体を複数のハードコート層付モールド樹脂に分割するダイシング工程、および、図5Eは、ハードコート層付モールド樹脂を得る工程を、それぞれ示す。 図6は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法の他の実施形態を示すフロー図であり、図6Aは、金型でモールド原料を仮成形する工程、図6Bは、予め成形されたモールド半硬化物を準備する樹脂準備工程、および、図6Cは、モールド半硬化物に対して転写材を配置する配置工程を、それぞれ示す。 図7は、図6に続いて、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法の他の実施形態を示すフロー図であり、図7Dは、転写工程において、半熱硬化状態のモールド樹脂と、未熱硬化状態の保護層とを接触させて加熱し、半熱硬化状態のモールド樹脂と、半熱硬化状態の保護層とを化学結合させる第1加熱工程、図7Eは、半熱硬化状態のモールド樹脂から転写材を剥離する剥離工程、図7Fは、転写工程において、半熱硬化状態のモールド樹脂と、半熱硬化状態の保護層とをポストキュアする第2加熱工程、図7Gは、転写工程の後、ハードコート層付モールド樹脂集合体を複数のハードコート層付モールド樹脂に分割するダイシング工程、および、図7Hは、ハードコート層付モールド樹脂を得る工程を、それぞれ示す。 図8は、本発明のハードコート層付モールド樹脂の製造方法で用いられる多層シートの他の実施形態を示す概略平面図である。
図1において、多層シート1は、最表面に接着層を備えておらず、基材シート2と、基材シート2の一方面に配置される保護層3とを備えている。
基材シート2としては、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ-1-ブテンフィルム、ポリ-4-メチル-1-ペンテンフィルム、エチレン・プロピレン共重合体フィルム、エチレン・1-ブテン共重合体フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体フィルム、エチレン・エチルアクリレート共重合体フィルム、エチレン・ビニルアルコール共重合体フィルムなどのオレフィンフィルム、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム、例えば、ナイロン6フィルム、ナイロン6,6フィルム、部分芳香族ポリアミドフィルムなどのポリアミドフィルム、例えば、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムなどの塩素系フィルム、例えば、ETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)フィルムなどのフッ素系フィルム、その他、例えば、ポリ(メタ)アクリレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルムなどのプラスチックフィルムなどが挙げられる。
これらの基材シート2は、例えば、無延伸フィルム、例えば、一軸延伸フィルム、二軸延伸フィルムなどの延伸フィルムとして得ることができる。
また、これらの基材シート2には、必要に応じて、例えば、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル系、脂肪酸アミド系などの離型剤やシリカ粉などによる離型処理、防汚処理、酸処理、アルカリ処理、プライマー処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理、電子線処理などの易接着処理、例えば、塗布型、練り込み型、蒸着型などの静電防止処理などを施すことができる。
基材シート2として、好ましくは、オレフィンフィルム、フッ素系フィルムが挙げられ、より好ましくは、オレフィンフィルムが挙げられる。
基材シート2の厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上であり、例えば、300μm以下、好ましくは、100μm以下である。
保護層3は、多層シート1の最表層であって、後述するように、モールド樹脂(後述)の表面の少なくとも一部を保護するために設けられている。すなわち、保護層3は、モールド樹脂(後述)に対して接触できるように多層シート1の最表面(図1における最上面)において、露出するように配置されている。
保護層3は、活性エネルギー線硬化性樹脂から得られる。より具体的には、保護層3は、活性エネルギー線硬化性樹脂の活性エネルギー線による硬化物または半硬化物を含んでおり、好ましくは、活性エネルギー線硬化性樹脂の活性エネルギー線による硬化物または半硬化物(活性エネルギー線硬化基の一部が反応して得られる半硬化物)からなる。
活性エネルギー線硬化性樹脂は、例えば、後述する未熱硬化状態のモールド樹脂(すなわち、モールド樹脂の原料組成物)、および/または、半熱硬化状態のモールド樹脂(すなわち、原料組成物が半熱硬化した成形物)に対して熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖と、活性エネルギー線硬化基とを有する樹脂である。
熱反応性基(以下、保護層側熱反応性基と称する。)は、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂の熱反応性基(以下、モールド側熱反応性基と称する。)に結合可能な官能基である。
より具体的には、保護層側熱反応性基としては、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)、カルボキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、1級アミノ基、2級アミノ基などが挙げられる。
これら保護層側熱反応性基は、モールド側熱反応性基の種類に応じて、適宜選択される。
例えば、モールド側熱反応性基(後述)がエポキシ基を含有する場合、保護層側熱反応性基としては、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)、カルボキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、1級アミノ基、2級アミノ基が挙げられる。
また、例えば、モールド側熱反応性基(後述)が水酸基を含有する場合、保護層側熱反応性基としては、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)、カルボキシ基、イソシアネート基が挙げられる。
また、例えば、モールド側熱反応性基(後述)がカルボキシ基を含有する場合、保護層側熱反応性基としては、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)が挙げられる。
また、例えば、モールド側熱反応性基(後述)がイソシアネート基を含有する場合、保護層側熱反応性基としては、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)が挙げられる。
これら保護層側熱反応性基は、単独使用または2種類以上併用することができる。
なお、活性エネルギー線硬化性樹脂における、保護層側熱反応性基の平均含有モル数は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
ポリシロキサン鎖は、成形用具に対する保護層3の非接着性(換言すれば、成形用具の非汚染性)を担保するために、活性エネルギー線硬化性樹脂に導入されている。
より具体的には、ポリシロキサン鎖は、ジアルキルシロキサン構造(-(RSiO)-(R:炭素数1~4のアルキル基))の繰り返し単位であり、活性エネルギー線硬化性樹脂の主鎖および/または側鎖に含有され、好ましくは、活性エネルギー線硬化性樹脂の側鎖に含有される。
換言すれば、活性エネルギー線硬化性樹脂は、好ましくは、ポリシロキサン側鎖を有している。
ポリシロキサン鎖におけるシロキサン構造(-(RSiO)-)の繰り返し単位は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定されるが、例えば、10以上、好ましくは、100以上であり、例えば、300以下、好ましくは、200以下である。
なお、活性エネルギー線硬化性樹脂における、ポリシロキサン鎖の平均含有モル数は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
活性エネルギー線硬化基は、活性エネルギー線(後述)の照射により硬化反応する基であって、例えば、(メタ)アクリロイル基などが挙げられる。
なお、「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および/または「メタクリロイル基」と定義される。
また、以下に記述される「(メタ)アクリル」も、上記と同じく、「アクリル」および/または「メタクリル」と定義され、「(メタ)アクリレート」も「アクリレート」および/または「メタクリレート」と定義される。
活性エネルギー線硬化基として、好ましくは、(メタ)アクリロイル基が挙げられる。
すなわち、活性エネルギー線硬化性樹脂は、好ましくは、活性エネルギー線硬化基として、(メタ)アクリロイル基を含有している。換言すれば、活性エネルギー線硬化性樹脂として、好ましくは、(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。
なお、活性エネルギー線硬化性樹脂における、活性エネルギー線硬化基の平均含有モル数は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
このような活性エネルギー線硬化性樹脂として、製造容易性の観点から、好ましくは、保護層側熱反応性基とポリシロキサン鎖(主鎖または側鎖)と活性エネルギー線硬化基とを有する(メタ)アクリル樹脂が挙げられ、より好ましくは、保護層側熱反応性基とポリシロキサン側鎖と活性エネルギー線硬化基とを有する(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。
保護層側熱反応性基とポリシロキサン側鎖と活性エネルギー線硬化基とを有する(メタ)アクリル樹脂を製造するには、例えば、以下に示すように、まず、保護層側熱反応性基とポリシロキサン鎖とを有し、活性エネルギー線硬化基を有しない(メタ)アクリル樹脂(以下、中間体ポリマーと称する。)を製造し、その後、得られた中間体ポリマーに、活性エネルギー線硬化基を導入する。
より具体的には、この方法では、まず、ポリシロキサン含有化合物と熱反応性基含有化合物とを含む重合成分を重合させ、活性エネルギー線硬化基を有しないポリマー(中間体ポリマー)を得る。
ポリシロキサン含有化合物としては、例えば、ポリシロキサン基および(メタ)アクリロイル基を併有する化合物が挙げられる。
ポリシロキサン含有化合物として、より具体的には、例えば、3-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルポリシロキサン、3-(メタ)アクリロキシプロピルフェニルメチルポリシロキサンなどのポリシロキサン基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
これらポリシロキサン含有化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
ポリシロキサン含有化合物として、好ましくは、3-(メタ)アクリロキシプロピルジメチルポリシロキサンが挙げられ、より好ましくは、3-メタクリロキシプロピルジメチルポリシロキサンが挙げられる。
ポリシロキサン含有化合物の含有割合は、重合成分の総量に対して、例えば、0.05質量%以上、好ましくは、0.1質量%以上であり、例えば、20質量%以下、好ましくは、10質量%以下である。
熱反応性基含有化合物としては、例えば、水酸基含有重合性化合物、エポキシ基含有重合性化合物、カルボキシ基含有重合性化合物、イソシアネート基含有重合性化合物、オキセタン基含有重合性化合物、1級アミノ基含有重合性化合物、2級アミノ基含有重合性化合物などが挙げられる。
水酸基含有重合性化合物としては、例えば、ヒドロキシメチル(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、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、1-メチル-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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどの水酸基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
エポキシ基含有重合性化合物としては、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
カルボキシ基含有重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などのα,β-不飽和カルボン酸またはその塩などが挙げられる。
これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
イソシアネート基含有重合性化合物としては、例えば、イソシアナトメチル(メタ)アクリレート、2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、3-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、1-メチル-2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、2-イソシアナトプロピル(メタ)アクリレート、4-イソシアナトブチル(メタ)アクリレートなどのイソシアネート基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
オキセタン基含有重合性化合物としては、例えば、(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル(メタ)アクリレートなどのオキセタン基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
1級アミノ基含有重合性化合物としては、例えば、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレートなどの1級アミノ基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
2級アミノ基含有重合性化合物としては、例えば、モノメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モノメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、モノブチルアミノプロピル(メタ)アクリレートなどの2級アミノ基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
これら熱反応性基含有化合物は、単独使用または2種類以上併用することができる。
熱反応性基含有化合物として、好ましくは、水酸基含有重合性化合物、エポキシ基含有重合性化合物、カルボキシ基含有重合性化合物が挙げられる。
熱反応性基含有化合物の含有割合は、重合成分の総量に対して、例えば、30質量%以上、好ましくは、50質量%以上であり、例えば、90質量%以下、好ましくは、80質量%以下である。
また、重合成分は、さらに、ポリシロキサン鎖および熱反応性基のいずれも含有しない重合性化合物(以下、その他の重合性化合物と称する。)を含むことができる。
その他の重合性化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、芳香環含有重合性化合物などが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(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、s-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ネオペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、へプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2-エチルへキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、1-メチルトリデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(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、エイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート(ベヘニル(メタ)アクリレート)、テトラコシル(メタ)アクリレート、トリアコンチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどの炭素数1~30の直鎖状、分岐状または環状アルキルの(メタ)アクリレートモノマーなどが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
芳香環含有重合性化合物としては、例えば、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸フェノキシジエチレングリコール、o-フェニルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシベンジル(メタ)アクリレートなどの芳香環含有(メタ)アクリレート、例えば、スチレン、α-メチルスチレンなどのスチレン系モノマーなどが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
その他の重合性化合物として、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
重合成分の総量に対して、その他の重合性化合物の含有割合は、例えば、20質量%以上、好ましくは、30質量%以上であり、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。
そして、重合成分を重合させるには、例えば、溶剤中で上記の重合成分を上記割合で混合し、公知のラジカル重合開始剤(例えば、アゾ系化合物、パーオキサイド系化合物など)の存在下において加熱して、重合させる。
溶剤としては、重合成分に対して安定であれば特に制限されず、例えば、ヘキサン、ミネラルスピリットなどの石油系炭化水素溶剤、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素系溶剤、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、γ―ブチロラクトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル系溶剤、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチルピロリドン、ピリジンなどの非プロトン性極性溶剤などの有機溶剤が挙げられる。
また、溶剤として、例えば、水、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノールなどのアルコール系溶剤、例えば、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル系溶剤などの水系溶剤も挙げられる。
また、溶剤は、市販品としても入手可能であり、具体的には、石油系炭化水素溶剤として、例えば、AFソルベント4~7号(以上、新日本石油社製)などが挙げられ、芳香族炭化水素系溶剤として、例えば、インキソルベント0号、エクソン化学社製のソルベッソ100、150、200(以上、新日本石油社製)などが挙げられる。
これら溶剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
なお、溶剤の配合割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
重合条件は、重合成分の処方やラジカル重合開始剤の種類などにより異なるが、例えば、重合温度が、30℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、150℃以下、好ましくは、120℃以下である。また、重合時間は、例えば、2時間以上、好ましくは、4時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、8時間以下である。
これにより、中間体ポリマーとして、活性エネルギー線硬化基を有しない(メタ)アクリル樹脂が得られる。
すなわち、中間体ポリマーは、ポリシロキサン含有化合物と熱反応性基含有化合物とを含み、活性エネルギー線硬化基含有化合物を含まない中間原料成分(一次原料成分)の反応生成物である。
なお、中間体ポリマーは、好ましくは、溶液および/または分散液として得られる。
このような場合、中間体ポリマーの溶液および/または分散液において、固形分(不揮発分)濃度は、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。
また、必要に応じて、溶剤を添加または除去して、中間体ポリマーの固形分(不揮発分)濃度を上記範囲に調整することもでき、中間体ポリマーの溶液および/または分散液の粘度を調整することができる。
例えば、中間体ポリマーの30質量%溶液の粘度(25℃)は、例えば、1mPa・s以上、好ましくは、5mPa・s以上であり、例えば、800mPa・s以下、好ましくは、400mPa・s以下である。
なお、粘度の測定方法は、後述する実施例に準拠する(以下同様。)。
また、中間体ポリマーの重量平均分子量(GPC測定:ポリスチレン換算)は、例えば、5000以上、好ましくは、10000以上であり、例えば、100000以下、好ましくは、50000以下である。
また、中間体ポリマーの数平均分子量(GPC測定:ポリスチレン換算)は、例えば、1000以上、好ましくは、5000以上であり、例えば、50000以下、好ましくは、30000以下である。
なお、重量平均分子量および数平均分子量の測定方法は、後述する実施例に準拠する(以下同様)。
また、中間体ポリマーのガラス転移温度は、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、0℃以上、好ましくは、5℃以上、より好ましくは、15℃以上、さらに好ましくは、20℃以上であり、例えば、70℃以下、好ましくは、60℃以下、より好ましくは、45℃以下、さらに好ましくは、35℃以下である。
なお、ガラス転移温度の測定方法は、後述する実施例に準拠する(以下同様。)。
また、中間体ポリマーの酸価は、例えば、0.01mgKOH/g以上、好ましくは、0.05mgKOH/g以上であり、例えば、200mgKOH/g以下、好ましくは、100mgKOH/g以下である。
なお、酸価の測定方法は、後述する実施例に準拠する(以下同様。)。
また、重合成分が水酸基含有重合性化合物を含有する場合、中間体ポリマーの水酸基価は、例えば、10mgKOH/g以上、好ましくは、20mgKOH/g以上であり、例えば、90mgKOH/g以下、好ましくは、80mgKOH/g以下である。
なお、水酸基価の測定方法は、後述する実施例に準拠する(以下同様。)。
また、重合成分がエポキシ基含有重合性化合物を含有する場合、中間体ポリマーのエポキシ当量は、例えば、300g/eq以上、好ましくは、500g/eq以上であり、例えば、2000g/eq以下、好ましくは、1500g/eq以下である。
なお、エポキシ当量の測定方法は、後述する実施例に準拠する(以下同様。)。
次いで、この方法では、上記で得られた中間体ポリマーと、活性エネルギー線硬化基含有化合物とを反応させて、中間体ポリマーに活性エネルギー線硬化基を導入する。これにより、側鎖に活性エネルギー線硬化基を有する(メタ)アクリル樹脂を得る。
活性エネルギー線硬化基含有化合物としては、例えば、上記水酸基含有(メタ)アクリル化合物、上記エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物、上記α,β-不飽和カルボン酸、上記イソシアネート基含有(メタ)アクリル化合物、上記オキセタン基含有(メタ)アクリル化合物、上記1級アミノ基含有(メタ)アクリル化合物、上記2級アミノ基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
また、活性エネルギー線硬化基含有化合物は、中間体ポリマーに含まれる熱反応性基に応じて、適宜選択される。
すなわち、活性エネルギー線硬化基含有化合物は、中間体ポリマーに含まれる熱反応性基の一部に対して反応し、互いに結合することによって、活性エネルギー線硬化基を中間体ポリマーに導入し、活性エネルギー硬化性樹脂を製造する。
そのため、この方法では、中間体ポリマー中の熱反応性基に結合可能な官能基(熱反応性基)を有している活性エネルギー線硬化基含有化合物が、選択される。
例えば、中間体ポリマーが、熱反応性基としてエポキシ基を含有する場合、活性エネルギー線硬化基含有化合物が有する熱硬化性基としては、エポキシ基と反応可能な官能基(反応性基)が選択される。そのような活性エネルギー線硬化基として、具体的には、例えば、水酸基、エポキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、1級アミノ基、2級アミノ基が挙げられる。また、活性エネルギー線硬化基含有化合物としては、エポキシ基と反応可能な官能基(反応性基)を有する活性エネルギー線硬化基含有化合物が選択される。具体的には、例えば、水酸基含有(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物、α,β-不飽和カルボン酸、イソシアネート基含有(メタ)アクリル化合物、オキセタン基含有(メタ)アクリル化合物、1級アミノ基含有(メタ)アクリル化合物、2級アミノ基含有(メタ)アクリル化合物などが挙げられ、好ましくは、α,β-不飽和カルボン酸が挙げられる。
また、中間体ポリマーが、熱反応性基として水酸基を含有する場合、活性エネルギー線硬化基含有化合物が有する熱硬化性基としては、例えば、水酸基、エポキシ基、カルボキシ基、イソシアネート基が挙げられる。また、活性エネルギー線硬化基含有化合物としては、例えば、水酸基含有(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物、α,β-不飽和カルボン酸、イソシアネート基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられ、好ましくは、イソシアネート基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
また、中間体ポリマーが、熱反応性基としてカルボキシ基を含有する場合、活性エネルギー線硬化基含有化合物が有する熱硬化性基としては、例えば、水酸基、エポキシ基が挙げられる。また、活性エネルギー線硬化基含有化合物としては、例えば、水酸基含有(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられ、好ましくは、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
また、中間体ポリマーが、熱反応性基としてイソシアネート基を含有する場合、活性エネルギー線硬化基含有化合物が有する熱硬化性基としては、例えば、水酸基、エポキシ基が挙げられる。また、活性エネルギー線硬化基含有化合物としては、例えば、水酸基含有(メタ)アクリル化合物、エポキシ基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられ、好ましくは、水酸基含有(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
このようにして選択された活性エネルギー線硬化基含有化合物は、中間体ポリマーの熱反応性基の一部に対して結合する。これにより、中間体ポリマーに活性エネルギー線硬化基が導入される。
活性エネルギー線硬化基含有化合物の配合割合は、中間体ポリマー中の熱反応性基が未反応(遊離)状態で残存するように、適宜選択される。
より具体的には、中間体ポリマー中の熱反応性基100モルに対して、活性エネルギー線硬化基含有化合物中の熱反応性基が、例えば、10モル以上、好ましくは、20モル以上であり、例えば、90モル以下、好ましくは、80モル以下である。
このような割合で反応させることにより、中間体ポリマーが有していた熱反応性基が、活性エネルギー線硬化基含有化合物中の熱反応性基と結合せずに、残存する。
その結果、中間体ポリマー中に残存する熱反応性基により、後述する未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂との熱反応性が担保される。
そして、中間体ポリマーと活性エネルギー線硬化基含有化合物との反応では、例えば、中間体ポリマーと活性エネルギー線硬化基含有化合物とを、中間体ポリマー中の熱反応性基と活性エネルギー線硬化基含有化合物中の熱反応性基とが上記割合となるように配合し、必要により公知の触媒および溶剤の存在下において、加熱する。
触媒としては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ラウレート、ジオクチル錫ジラウレートなどの錫系触媒、例えば、トリフェニルホスフィンなどの有機リン系触媒などが挙げられる。これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
なお、触媒の配合割合は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
反応条件は、例えば、空気雰囲気下、反応温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、反応時間は、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、12時間以下である。
なお、この反応では、必要により、重合禁止剤を添加することもできる。
重合禁止剤としては、例えば、p-メトキシフェノール、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、カテコール、tert-ブチルカテコール、2,6-ジ-tert-ブチル-ヒドロキシトルエン、4-tert-ブチル-1,2-ジヒドロキシベンゼン、2,2’-メチレン-ビス(4-メチル-6-tert-ブチルカテコール)などのフェノール化合物、例えば、フェノチアジン、ジフェニルフェニレンジアミン、ジナフチルフェニレンジアミン、p-アミノジフェニルアミン、N-アルキル-N’-フェニレンジアミンなどの芳香族アミン類、例えば、4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-アセトキシ-1-オキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ベンゾイロキシ-1-オキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-アルコキシ-1-オキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、ビス(1-オキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)セバケートの2,2,6,6-テトラメチルピペリジンのN-オキシル誘導体、N-ニトロソジフェニルアミン、ジエチルジチオカルバミン酸の銅塩、p-ベンゾキノンなどが挙げられる。
これらは、単独使用または2種類以上併用することができる。
重合禁止剤として、好ましくは、p-メトキシフェノールが挙げられる。
重合禁止剤の配合割合は、中間体ポリマーおよび活性エネルギー線硬化基含有化合物の総量100質量部に対して、例えば、0.0001質量部以上、好ましくは、0.01質量部以上であり、例えば、1.0質量部以下、好ましくは、0.1質量部以下である。
これにより、中間体ポリマー中の熱反応性基の一部と、対応する活性エネルギー線硬化基含有化合物の熱反応性基とが反応し、中間体ポリマーの側鎖に、活性エネルギー線硬化基含有化合物が結合され、側鎖末端に活性エネルギー線硬化基(好ましくは、(メタ)アクリロイル基)が導入される。
より具体的には、中間体ポリマーが熱硬化性基としてエポキシ基を含有し、活性エネルギー線硬化基含有化合物がα,β-不飽和カルボン酸である場合、エポキシ基とカルボキシ基とのエステル化反応によって、中間体ポリマーに活性エネルギー線硬化基が導入される。
また、例えば、中間体ポリマーが熱硬化性基としてカルボキシ基を含有し、活性エネルギー線硬化基含有化合物が水酸基含有(メタ)アクリル化合物である場合、カルボキシ基とエポキシ基とのエステル化反応によって、中間体ポリマーに活性エネルギー線硬化基が導入される。
また、例えば、中間体ポリマーが熱硬化性基として水酸基を含有し、活性エネルギー線硬化基含有化合物がイソシアネート基含有(メタ)アクリル化合物である場合、水酸基とイソシアネート基とのウレタン化反応によって、中間体ポリマーに活性エネルギー線硬化基が導入される。
また、例えば、中間体ポリマーが熱硬化性基としてイソシアネート基を含有し、活性エネルギー線硬化基含有化合物が水酸基含有(メタ)アクリル化合物である場合、イソシアネート基と水酸基とのウレタン化反応によって、中間体ポリマーに活性エネルギー線硬化基が導入される。
その結果、活性エネルギー線硬化性樹脂(保護層側熱反応性基とポリシロキサン鎖と活性エネルギー線硬化基とを有する活性エネルギー線硬化性樹脂)が得られる。
すなわち、活性エネルギー線硬化性樹脂は、ポリシロキサン含有化合物と熱反応性基含有化合物と活性エネルギー線硬化基含有化合物とを含む原料成分(二次原料成分)の反応生成物である。
上記した活性エネルギー線硬化性樹脂の製造において、中間体ポリマー中の熱反応性基の一部は、活性エネルギー線硬化基を中間体ポリマー側鎖に導入するための導入基であり、熱反応性基の残部(以下、残存熱反応性基という。)が、後述する未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂と反応するための保護層側熱反応性基である。
また、例えば、中間体ポリマーが、導入基としてエポキシ基を含有している場合、そのエポキシ基と活性エネルギー線硬化基含有化合物(例えば、α,β-不飽和カルボン酸)との反応において、エポキシ基の開環により、水酸基が生成する。このような水酸基も保護層側熱反応性基であって、後述する未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂との熱反応に寄与する。
また、必要に応じて、活性エネルギー線硬化基の導入時に、エポキシ基の開環により生じる水酸基を、さらに、他の活性エネルギー線硬化基を導入するための導入基として用いることもできる。
活性エネルギー線硬化性樹脂の原料成分の不揮発分総量(中間体ポリマーの重合成分と、活性エネルギー線硬化基含有化合物との不揮発分総量(以下同じ))に対して、ポリシロキサン含有化合物の含有割合は、例えば、0.05質量%以上、好ましくは、0.10質量%以上であり、例えば、20.0質量%以下、好ましくは、10.0質量%以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の原料成分の不揮発分総量に対して、熱反応性基含有化合物の含有割合は、例えば、30質量%以上、好ましくは、50質量%以上であり、例えば、90質量%以下、好ましくは、80質量%以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の原料成分の不揮発分総量に対して、その他の重合性化合物の含有割合は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の原料成分の不揮発分総量に対して、活性エネルギー線硬化基含有化合物の含有割合は、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、例えば、40質量%以下、好ましくは、30質量%以下である。
活性エネルギー線硬化性樹脂において、残存熱硬化性基、ポリシロキサン鎖および活性エネルギー線硬化基の割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
より具体的には、活性エネルギー線硬化性樹脂1g中、残存熱硬化性基が、モールド樹脂との密着性の観点から、例えば、0.20ミリモル以上、好ましくは、0.40ミリモル以上である。また、例えば、4.0ミリモル以下、好ましくは、3.0ミリモル以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂1g中、ポリシロキサン鎖が、成形用具の非汚染性の観点から、例えば、0.00010ミリモル以上、好ましくは、0.0060ミリモル以上である。また、例えば、0.020ミリモル以下、好ましくは、0.010ミリモル以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂1g中、活性エネルギー線硬化基が、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、0.5ミリモル以上、好ましくは、1.0ミリモル以上、より好ましくは、1.5ミリモル以上である。また、引張伸度の観点から、例えば、5.0ミリモル以下、好ましくは、3.5ミリモル以下である。
また、残存熱硬化性基とポリシロキサン鎖とのモル比率(残存熱硬化性基/ポリシロキサン鎖)が、例えば、50以上、好ましくは、100以上、より好ましくは、150以上であり、例えば、15000以下、好ましくは、10000以下、より好ましくは、1000以下、さらに好ましくは、400以下である。
また、残存熱硬化性基と活性エネルギー線硬化基とのモル比率(残存熱硬化性基/活性エネルギー線硬化基)が、例えば、0.1以上、好ましくは、0.5以上であり、例えば、3.0以下、好ましくは、1.0以下である。
また、活性エネルギー線硬化基とポリシロキサン鎖とのモル比率(活性エネルギー線硬化基/ポリシロキサン鎖)が、例えば、100以上、好ましくは、200以上であり、例えば、15000以下、好ましくは、10000以下である。
なお、活性エネルギー線硬化性樹脂は、好ましくは、溶液および/または分散液として得られる。
このような場合、活性エネルギー線硬化性樹脂の溶液および/または分散液において、固形分(不揮発分)濃度は、例えば、5質量%以上、好ましくは、10質量%以上であり、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。
また、必要により、溶剤を添加または除去して、活性エネルギー線硬化性樹脂の固形分(不揮発分)濃度を調整することもでき、活性エネルギー線硬化性樹脂の溶液および/または分散液の粘度を調整することができる。
例えば、活性エネルギー線硬化性樹脂の30質量%溶液の粘度(25℃)は、例えば、5mPa・s以上、好ましくは、10mPa・s以上であり、例えば、800mPa・s以下、好ましくは、400mPa・s以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の重量平均分子量(GPC測定:ポリスチレン換算)は、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、5000以上、好ましくは、10000以上であり、引張伸度の観点から、例えば、100000以下、好ましくは、50000以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の数平均分子量(GPC測定:ポリスチレン換算)は、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、2000以上、好ましくは、5000以上であり、引張伸度の観点から、例えば、50000以下、好ましくは、20000以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂のガラス転移温度は、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、0℃以上、好ましくは、5℃以上であり、引張伸度の観点から、例えば、70℃以下、好ましくは、60℃以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の酸価は、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、0.1mgKOH/g以上、好ましくは、0.5mgKOH/g以上であり、引張伸度の観点から、例えば、200mgKOH/g以下、好ましくは、100mgKOH/g以下である。
とりわけ、耐擦傷性(後述)の観点から、酸価は、より高いことが好ましい。具体的には、酸価は、好ましくは、10mgKOH/g以上、より好ましくは、20mgKOH/g以上、さらに好ましくは、40mgKOH/g以上、とりわけ好ましくは、60mgKOH/g以上である。
一方、引張伸度の観点から、酸価は、より低いことが好ましい。具体的には、酸価は、好ましくは、60mgKOH/g以下、より好ましくは、40mgKOH/g以下、さらに好ましくは、20mgKOH/g以下、とりわけ好ましくは、10mgKOH/g以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の水酸基価は、例えば、10mgKOH/g以上、好ましくは、20mgKOH/g以上であり、例えば、90mgKOH/g以下、好ましくは、80mgKOH/g以下である。
とりわけ、耐擦傷性(後述)の観点から、水酸基価は、より高いことが好ましい。具体的には、水酸基価は、好ましくは、10mgKOH/g以上、より好ましくは、20mgKOH/g以上、さらに好ましくは、30mgKOH/g以上、とりわけ好ましくは、40mgKOH/g以上である。
一方、引張伸度の観点から、水酸基価は、より低いことが好ましい。具体的には、水酸基価は、好ましくは、60mgKOH/g以下、より好ましくは、50mgKOH/g以下、さらに好ましくは、40mgKOH/g以下、とりわけ好ましくは、30mgKOH/g以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂のエポキシ当量は、例えば、500g/eq以上、好ましくは、1000g/eq以上であり、例えば、20000g/eq以下、好ましくは、10000g/eq以下である。
とりわけ、耐擦傷性(後述)の観点から、エポキシ当量は、より高いことが好ましい。具体的には、エポキシ当量は、好ましくは、1000g/eq以上、より好ましくは、2000g/eq以上、さらに好ましくは、4000g/eq以上、とりわけ好ましくは、10000g/eq以上である。
一方、引張伸度の観点から、エポキシ当量は、より低いことが好ましい。具体的には、エポキシ当量は、好ましくは、10000g/eq以下、より好ましくは、5000g/eq以下、さらに好ましくは、3000g/eq以下、とりわけ好ましくは、2000g/eq以下である。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂の(メタ)アクリロイル当量は、引張伸度の観点から、例えば、50g/eq以上、より好ましくは100g/eq以上、さらに好ましくは200g/eq以上、とりわけ好ましくは、300g/eq以上であり、耐擦傷性(後述)の観点から、例えば、2000g/eq以下、より好ましくは、1500g/eq以下、さらに好ましくは、1000g/eq以下、とりわけ好ましくは、800g/eq以下である。
そして、このようにして得られた活性エネルギー線硬化性樹脂(保護層側熱反応性基とポリシロキサン鎖とを有する活性エネルギー線硬化性樹脂)によれば、成形用具の汚染を抑制して、モールド樹脂と保護層とを接着できる多層シート1を得ることができる。
多層シート1を得るには、特に制限されないが、まず、上記の活性エネルギー線硬化性樹脂を含むコート剤を調製する。
コート剤は、活性エネルギー線硬化性樹脂と、上記溶剤とを、適宜の割合で含むことができる。
また、コート剤は、必要に応じて、重合開始剤を含むことができる。
重合開始剤としては、例えば、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、1-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-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、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、4-メチルベンゾフェノン、ベンゾフェノン、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-オンなどの光重合開始剤などが挙げられる。
これら重合開始剤は、単独使用または2種類以上併用することができる。
重合開始剤の配合割合は、活性エネルギー線硬化性樹脂100質量部に対して、例えば0.01質量部以上、好ましくは、0.5質量部以上であり、例えば、10質量部以下、好ましくは、5質量部以下である。
さらに、コート剤は、必要に応じて、例えば、架橋剤、顔料、乾燥剤、防錆剤、可塑剤、塗膜表面調整剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、分散剤などの各種添加剤を含有することができる。なお、添加剤の含有割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
コート剤の固形分(不揮発分)濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、70質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。
次いで、この方法では、得られたコート剤を基材シート2の一方面に塗布し、乾燥させる。
コート剤を基材シート2に塗布する方法としては、特に制限されず、例えば、ロールコーター、バーコーター、ドクターブレード、メイヤーバー、エアナイフなど、塗布の際に、一般的に使用される機器を用いた塗布や、スクリーン印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、はけ塗り、スプレー塗工、グラビア塗工、リバースグラビア塗工といった公知の塗布方法が採用される。
なお、コート剤は、基材シート2全面に塗布されてもよく、また、基材シート2の一部の面に塗布されてもよい。塗布工程における塗布効率の観点から、好ましくは、コート剤は、基材シート2全面に塗布される。
乾燥条件としては、乾燥温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、180℃以下、好ましくは、140℃以下であり、乾燥時間が、例えば、0.5分以上、好ましくは、1分以上であり、例えば、60分以下、好ましくは、30分以下である。
また、乾燥後の膜厚は、例えば、50nm以上、好ましくは、500nm以上であり、例えば、30μm以下、好ましくは、10μm以下、より好ましくは、5μm以下である。
その後、この方法では、乾燥塗膜に活性エネルギー線を照射して、活性エネルギー線硬化性樹脂を、硬化または半硬化させる。
活性エネルギー線としては、例えば、紫外線(UV(波長10nm~400nm))、電子線などが挙げられる。
紫外線により硬化させる場合には、光源として、例えば、キセノンランプ、高圧水銀灯、メタルハライドランプなどを有する紫外線照射装置が用いられる。
紫外線照射量、紫外線照射装置の光量、光源の配置などは、必要に応じて、適宜調整される。
具体的には、乾燥塗膜中の活性エネルギー線硬化性樹脂にUVを照射して硬化させ、Cステージの硬化物を得る場合には、UV照射量は、積算光量として、例えば、300mJ/cm以上、好ましくは、500mJ/cm以上であり、例えば、1000mJ/cm以下である。
また、例えば、乾燥塗膜中の活性エネルギー線硬化性樹脂にUVを照射して半硬化させ、Bステージの半硬化物を得る場合には、UV照射量は、積算光量として、例えば、100mJ/cm以上、好ましくは、200mJ/cm以上であり、例えば、300mJ/cm未満である。
このような活性エネルギー線の照射によって、乾燥塗膜中の活性エネルギー線硬化性樹脂が架橋し、三次元構造を形成する。これにより、活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化物または半硬化物として、保護層3が得られる。
なお、保護層3は、基材シート2全面に形成されてもよく、また、基材シート2の一部の面に形成されてもよい。転写工程における位置合わせを不要として、製造効率の向上を図る観点から、好ましくは、保護層3は、基材シート2全面に形成される。
なお、保護層3において、活性エネルギー線硬化性樹脂が有する熱硬化性基は、通常、活性エネルギー線によっては反応しないため、活性エネルギー線による硬化(活性エネルギー線硬化基の全部反応)または半硬化(活性エネルギー線硬化基の一部反応)の後も、反応性を維持している。
つまり、保護層3は、活性エネルギー線により硬化または半硬化され、かつ、熱硬化されていない状態(すなわち、未熱硬化状態)の活性エネルギー線硬化性樹脂を含有している。そのため、保護層3は、後述するように、熱硬化性基によって、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂と熱硬化反応可能とされている。
また、活性エネルギー線硬化性樹脂を、上記のように活性エネルギー線により半硬化させ、Bステージの半硬化物を得る場合、保護層3は、熱硬化性基の他に、遊離(余剰)の活性エネルギー線硬化基、例えば、(メタ)アクリロイル基などを有する。
このような遊離(余剰)の活性エネルギー線硬化基は、熱硬化性基として作用し、後述するように、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂と熱硬化反応可能とされている。例えば、モールド側熱反応性基がアリル基を含有する場合、(メタ)アクリロイル基が、保護層側熱反応性基として作用する。
換言すれば、保護層側熱反応性基としては、上記した通り、例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)、カルボキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、1級アミノ基、2級アミノ基などが挙げられ、さらに、(メタ)アクリロイル基も挙げられる。
半導体封止材において、モールド樹脂としてエポキシ樹脂および/またはシリコーン樹脂が好ましく用いられる観点から、対応する保護層側熱反応性基として、好ましくは、水酸基、エポキシ基、カルボキシ基、(メタ)アクリロイル基が挙げられる。
これら保護層側反応性基は、単独使用または2種類以上併用することができる。
なお、保護層側熱反応性基として、(メタ)アクリロイル基を単独使用する場合には、中間体ポリマー中に含まれる(メタ)アクリロイル基以外の熱反応性基(例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)、カルボキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、1級アミノ基、2級アミノ基など)のすべてを、(メタ)アクリロイル基を導入するための導入基とすることができる。
より具体的には、まず、中間体ポリマーの合成において上記熱反応性基含有化合物を所定割合で用いることにより、中間体ポリマーに(メタ)アクリロイル基以外の熱反応性基(例えば、水酸基(ヒドロキシ基)、エポキシ基(グリシジル基)、カルボキシ基、イソシアネート基、オキセタン基、1級アミノ基、2級アミノ基など)を導入する。
次いで、(メタ)アクリロイル基以外の熱反応性基のすべてと、上記活性エネルギー線硬化基含有化合物とを反応させることにより、中間体ポリマーに(メタ)アクリロイル基を導入し、活性エネルギー線硬化性樹脂を得る。
その後、活性エネルギー線硬化性樹脂に活性エネルギー線を照射して、上記したように半硬化させる。
これにより、(メタ)アクリロイル基の一部を光硬化反応させて、光半硬化状態の保護層3を得るとともに、保護層3内において、(メタ)アクリロイル基の残部を遊離の状態で保持し、保護層側熱反応基とすることができる。
さらに、(メタ)アクリロイル基の残部を、保護層側熱反応基として、モールド側熱反応性基と反応させるのではなく、自己硬化のために使用することもできる。
すなわち、モールド側熱反応性基がアリル基を含有する場合、活性エネルギー線硬化性樹脂が半硬化した場合に残存する(メタ)アクリロイル基は、保護層側熱反応性基として作用し、モールド側熱反応性基に対して反応する。一方、モールド側熱反応性基がアリル基を含有しない場合や、アリル基に対して(メタ)アクリロイル基が過剰である場合などには、(メタ)アクリロイル基は、例えば、加熱により自己架橋し、半硬化された活性エネルギー線硬化性樹脂をさらに硬化させることができる。
保護層3の厚みは、例えば、50nm以上、好ましくは、0.5μm以上、より好ましくは、1.0μm以上であり、例えば、30μm以下、好ましくは、10μm以下である。
また、多層シート1の総厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上であり、例えば、300μm以下、好ましくは、100μm以下である。
そして、このような多層シート1は、保護層3が、活性エネルギー線硬化性樹脂の活性エネルギー線による硬化物または半硬化物を含み、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂(後述)の熱反応性基(モールド側熱反応性基)に対して熱硬化反応できる熱反応性基(保護層側熱反応性基)と、ポリシロキサン鎖とを有している。
そのため、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂と保護層3とを接触させて加熱することにより、それらを互いに化学結合させることができ、さらに、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂を硬化させ、加えて、保護層3を硬化させてハードコート層14(後述)を形成することができる。
これにより、接着層を設けることなく、ハードコート層14(後述)とモールド樹脂とを接着することができる。
つまり、上記の多層シート1は、モールド樹脂との密着性に優れるハードコート層を形成することができ、また、成形用具の汚染を抑制することができる。さらに、上記の多層シート1を用いて得られるハードコート層14(後述)は、表面平滑性に優れるため、光学特性にも優れる。
そのため、上記の多層シート1は、ハードコート層付モールド樹脂を製造するための転写材において、好適に用いられる。
以下において、図2および図3を参照して、転写材、ハードコート層付モールド樹脂およびその製造方法について、詳述する。
図2において、半導体封止パッケージ10は、ハードコート層付モールド樹脂の一実施形態である。
半導体封止パッケージ10は、半導体チップ11および基板12と、半導体チップ11を封止するモールド樹脂としての封止材13と、封止材13の表面の少なくとも一部(図1では、封止材13の上面および周側面)を保護するハードコート層14とを備えている。
半導体チップ11は、モールド樹脂に封止される半導体素子であり、例えば、光半導体素子、集積回路などが挙げられ、好ましくは、光半導体素子が挙げられる。光半導体素子として、より具体的には、例えば、フォトダイオードなどの受光素子、例えば、発光ダイオードなどの発光素子などが挙げられる。これら光半導体素子は、単独使用または2種類以上併用することができる。
この半導体封止パッケージ10では、ハードコート層14が優れた平滑性を有するため、半導体チップ11として光半導体素子を用いると、光学特性に優れた半導体封止パッケージ10を得られる。
半導体チップ11は、詳しくは図示しないが、フリップチップボンディング、ワイヤボンディングなどの公知の方法で、基板12に対して電気的に接続されている。
封止材13は、半導体チップを封止するために金型成形されたモールド樹脂であって、後述するように、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂を成形および硬化することによって得ることができる。
モールド樹脂としては、封止材13として用いられる公知の樹脂が挙げられ、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。
より具体的には、例えば、エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、エポキシ樹脂組成物は、未熱硬化状態のモールド樹脂(以下、モールド原料と称する場合がある。)であり、通常、エポキシ基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、シリコーン樹脂は、シリコーン樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、シリコーン樹脂組成物はモールド原料であり、通常、エポキシ基、水酸基およびアリル基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、ポリエステル樹脂組成物はモールド原料であり、通常、水酸基およびカルボキシ基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、ポリカーボネート樹脂は、ポリカーボネート樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、ポリカーボネート樹脂組成物はモールド原料であり、通常、水酸基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、フェノール樹脂は、フェノール樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、フェノール樹脂組成物はモールド原料であり、通常、水酸基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、アクリル樹脂は、アクリル樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、アクリル樹脂組成物はモールド原料であり、通常、水酸基、カルボキシ基およびエポキシ基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、ジアリルフタレート樹脂は、ジアリルフタレート樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、ジアリルフタレート樹脂組成物はモールド原料であり、通常、アリル基を、モールド側熱反応性基として含有する。
また、ポリウレタン樹脂は、ポリウレタン樹脂組成物を熱硬化することにより得ることができる。このような場合において、ポリウレタン樹脂組成物はモールド原料であり、通常、イソシアネート基および水酸基を、モールド側熱反応性基として含有する。
これらモールド樹脂は、単独使用または2種類以上併用することができる。
半導体チップ11の封止材13に用いられる観点から、モールド樹脂として、好ましくは、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。
また、モールド樹脂は、必要に応じて着色されていてもよいが、半導体チップ11が光半導体素子である場合など、発光および/または受光する部材をモールド樹脂によって封止する場合には、モールド樹脂として、好ましくは、光透過性(全光線透過率90%以上)の樹脂が挙げられ、より好ましくは、光透過性エポキシ樹脂、光透過性シリコーン樹脂が挙げられる。
ハードコート層14は、ハードコート性を有する保護層であって、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂と熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖とを有する活性エネルギー線硬化性樹脂の熱硬化物を含んでいる。
このようなハードコート層14は、上記の多層シート1における保護層3を熱硬化させることにより得ることができる。ハードコート層14は、好ましくは、保護層3が熱硬化した硬化物からなる。
また、ハードコート層14は、必要に応じて着色されていてもよいが、半導体チップ11が発光ダイオードである場合など、発光する部材をモールド樹脂によって封止する場合には、ハードコート層14として、好ましくは、無着色のハードコート層14が挙げられ、より好ましくは、光透過性(全光線透過率90%以上)ハードコート層14が挙げられる。
なお、ハードコート性とは、後述する実施例に準拠した耐擦傷性の試験において、ヘイズメーターNDH5000(日本電色工業社製)を用いて測定される濁度変化ΔEが、3未満であることを示す。
また、ハードコート層14は、接着層などを介することなく、封止材13に直接接着されている。
具体的には、活性エネルギー線硬化性樹脂(熱硬化前の保護層3)の熱反応性基と、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂の熱硬化性基とが化学結合することによって、ハードコート層14(熱硬化後の保護層3)と封止材13(熱硬化後のモールド樹脂)とが、接合されている。
このような半導体封止パッケージ10を得るには、例えば、まず、図3Aが参照されるように、まず、上記多層シート1を備える転写材5を準備する(転写材準備工程)。
転写材5は、上記多層シート1を備えており、換言すれば、転写材5は、基材シート2と、基材シート2の一方面に配置される保護層3とを備えている。
また、転写材5は、最表面に接着層を備えておらず、必要に応じて、多層シート1の保護層3の一方面に配置される剥離層15を備えることができる。
すなわち、転写材5としては、最表面に接着層を備えていない多層シート1からなり、剥離層15を備えていない形態(すなわち、保護層3が露出されている形態)と、最表面に接着層を備えていない多層シート1を備え、かつ、その保護層3を被覆する剥離層15を備えている形態(すなわち、保護層3が露出されていない形態)とが挙げられる。
剥離層15は、図3Aにおいて仮想線で示されるように、保護層3の一方面に配置される樹脂製の可撓性シートである。剥離層15は、保護層3を被覆するように配置されており、一方側から他方側に向けて湾曲するように保護層3から剥離可能とされている。
そして、剥離層15は、転写材5の使用時に保護層3から剥離され、以下の各工程では、剥離層15が剥離された転写材5(剥離層15を除いた残部)が用いられる。
一方、この方法では、図示しないが、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態のモールド樹脂を準備する(樹脂準備工程)。
図3に示す金型成形において、好ましくは、未熱硬化状態のモールド樹脂(すなわち、モールド原料)18を準備する。
次いで、この方法では、図3Bが参照されるように、保護層3が露出するように転写材5を配置する(配置工程)。
より具体的には、この工程では、まず、モールド原料18を注型するための金型20を準備する。金型20は、上側金型21と下側金型22とを備える公知の金型であって、封止材13の形状に応じて、設計されている。
そして、この工程では、金型20に転写材5を配置する。より具体的には、下側金型22の凹部に対して、転写材5の基材シート2が接触するように配置する。これにより、保護層3を、金型の内側に向けて露出させる。
次いで、この方法では、図3Cが参照されるように、金型20内に、封止材13(モールド樹脂)の原料成分であるモールド原料18を注入し、モールド原料18と保護層3とを接触させた状態で加熱し、モールド樹脂に、保護層3を熱硬化させてなるハードコート層14を転写する(転写工程)。
より具体的には、この工程では、まず、転写材5が配置された下側金型22にモールド原料18を注入する。そして、モールド原料18の上に、基板12に接続された半導体チップ11を載置する。
その後、上側金型21と下側金型22とを合わせ、基板12に対して上側金型21および下側金型22を当接させて位置決めし、半導体チップ11を、モールド原料18に埋設する。そして、モールド原料18と、基板12に接続された半導体チップ11とを、金型20内に封入するとともに、金型20を加熱(熱処理)する。
これにより、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18と、未熱硬化状態の保護層3とを、接触状態で加熱し、熱反応させることにより、それらを互いに化学結合させる。また、これとともに、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18を硬化させて封止材13を形成し、さらに、未熱硬化状態の保護層3を熱硬化させて、ハードコート層14を形成する。
なお、転写工程における熱処理は、一段階反応であってもよく、多段階反応であってもよい。
一段階反応である場合、金型20内において、以下の条件で成形および熱反応させる。
熱反応条件としては、反応温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、反応時間は、例えば、1時間以上、好ましくは、2時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、12時間以下である。
これにより、保護層3に含まれる活性エネルギー線硬化性樹脂の熱反応性基(保護層側熱反応性基)と、モールド原料18に含まれる熱反応性基(モールド側熱反応性基)とを熱反応させることができ、それらを互いに化学結合で接合することができる。
また、このとき、モールド原料18(未熱硬化状態のモールド樹脂)を熱硬化(全硬化)させることができ、封止材13を得ることができる。
さらに、これとともに、保護層3を熱硬化(内部架橋)させることができ、保護層3の熱硬化物として、ハードコート層14を得ることができる。
つまり、この工程では、モールド原料18の硬化物として封止材13を得るとともに、活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化物としてハードコート層14を得ることができ、さらに、そのハードコート層14と封止材13とを、互いに化学結合で接合することができる。
その後、この方法では、図3Dが参照されるように、ハードコート層14を基材シート2から剥離する(剥離工程)。
また、必要に応じて、図3Dにおいて矢印線で示されるように、余剰のハードコート層14を切断および除去する。これにより、半導体封止パッケージ10が得られる。
このようにして得られる半導体封止パッケージ10では、基板12、封止材13およびハードコート層14が、一方側(下側)から他方側(上側)に向かって順次積層されており、封止材13は、一方側の表面(下面)と、他方側の表面(上面)と、それらを連結する周側面を有している。
そして、ハードコート層14は、封止材13の他方側の表面(上面)と、周側面とに配置されている。これにより、封止材13は保護されており、優れた耐久性を得ることができる。
さらに、このような半導体封止パッケージ10の製造方法では、上記の多層シート1を備える転写材5が用いられている。
そのため、上記のように、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18と、保護層3とを接触させて加熱することにより、それらを互いに化学結合させることができ、さらに、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18を硬化させて、硬化物としての封止材13を形成し、加えて、保護層3を硬化させてハードコート層14を得ることができる。
これにより、接着層を設けることなく、ハードコート層14と封止材13とを接着することができる。
また、この方法では、転写工程において、基板12によって生じる上側金型21と下側金型22との間隙が、金型20の押圧によって潰され、転写材5の保護層3の表面が、上側金型21の下面や治具(後述)などに接触する場合がある。
しかし、上記の保護層3は、ポリシロキサン鎖を有しているため、保護層3の表面が、上側金型21の下面や治具に接触しても、互いの接着を抑制できる。そのため、成形用具の汚染を抑制できる。
つまり、上記の半導体封止パッケージ10の製造方法では、成形用具(金型20)の汚染を抑制し、封止材13とハードコート層14との接着性に優れる半導体封止パッケージ10を、効率よく製造することができる。
さらに、得られる半導体封止パッケージ10は、成形用具(金型20)の汚染を抑制して製造されており、接着層を介することなく、封止材13とハードコート層14とが接着されている。
そのため、多層シート1、転写材5、半導体封止パッケージ10およびその製造方法は、各種半導体産業において好適に用いられる。
なお、上記した説明では、多層シート1の基材シート2は、プラスチックフィルムなどから形成されているが、例えば、保護層3(ハードコート層14)の易剥離性の向上を図るため、例えば、基材シート2に、易剥離層8を備えることができる。
このような場合、基材シート2は、図4に示すように、支持層7と、支持層7の一方面に積層配置される易剥離層8とを備えており、さらに、易剥離層8の一方面に、保護層3が積層配置されている。
支持層7としては、例えば、基材シート2として上記したプラスチックフィルムなどが挙げられる。
また、易剥離層8としては、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、セルロース誘導体樹脂、尿素樹脂、ポリオレフィン樹脂、パラフィン樹脂などの撥水性樹脂からなるコート層などが挙げられる。
基材シート2が易剥離層8を備えていれば、より簡易に保護層3(ハードコート層14)を基材シート2から剥離することができ、半導体封止パッケージ10の製造効率の向上を図ることができる。
さらに、図示しないが、多層シート1および転写材5は、基材シート2および保護層3の他、必要に応じて、絵柄層、シールド層、エンボス層などの機能層を備えることもできる。
このような場合、機能層は、基材シート2の他方側(保護層3が形成される側に対する他方側)面に形成されるか、または、基材シート2および保護層3の間に介在される。これにより、保護層3が、多層シート1の最表面に露出される。多層シート1は、好ましくは、基材シート2および保護層3からなる。
また、上記の方法において、金型20の形状は、特に制限されず、例えば、金型20の凹部の内部空間をレンズ形状などの任意の形状に設計し、任意形状の封止材13を得ることができる。
また、金型20の凹部の表面に、凹凸(エンボス)などの意匠を施すこともできる。さらに、必要に応じて、金型20内を減圧して成形することもできる。
また、金型20の凹部の内部空間の形状や、金型20の凹部の表面形状などに応じて、保護層3およびハードコート層14がレンズ形状に形成されていてもよい。また、保護層3およびハードコート層14の表面(封止材13と接触する一方面に対する他方面)が凹凸(エンボス)形状などを有していてもよい。さらには、保護層3およびハードコート層14の厚みが部分的に異なっていてもよい。このような場合、金型20を変更することなく、保護層3およびハードコート層14が、封止材13を保護する機能に加えて、その他の種々の機能を発現することができる。
また、上記の方法では、下側金型22に凹部を形成して、下側金型22にモールド原料18を充填しているが、例えば、上側金型21に凹部を形成して、上側金型21内にモールド原料18を充填してもよく、また、下側金型22および上側金型21の両方にモールド原料18を充填してもよい。
また、上記した説明では、封止材13の上面および周側面に、ハードコート層14が形成されているが、ハードコート層14は、封止材13の表面の少なくとも一部を保護していればよく、例えば、ハードコート層14は、封止材13の他方側の表面(上面)にのみ配置され、封止材13の周側面には配置されていなくともよい。
例えば、半導体チップ11として、光半導体素子(発光素子、受光素子など)が封止される場合、封止材13の周側面には、ハードコート層14を配置しないほうが、光学特性に優れる。すなわち、半導体チップ11として、光半導体素子(発光素子、受光素子など)が封止される場合、好ましくは、ハードコート層14は、封止材13の周側面とに配置されず、封止材13の他方側の表面(上面)にのみ配置される(後述する図5E参照。)。
また、上記した説明では、金型20の凹部1つに対して、1つの半導体封止パッケージ10を成形しているが、例えば、金型20の凹部1つに対して、複数の半導体封止パッケージ10を成形することもできる。
すなわち、この方法では、まず、転写工程(図3C参照)において、半導体チップ11を複数備える基板12を用意する。
次いで、この方法では、図5Aに示されるように、金型20に注入されたモールド原料18の上に、基板12に接続された複数(図5Aでは3つ)の半導体チップ11を載置する。
その後、上側金型21と下側金型22とを合わせ、基板12に対して上側金型21および下側金型22を当接させて位置決めし、複数の半導体チップ11を、モールド原料18に埋設する。
そして、モールド原料18と、基板12に接続された半導体チップ11とを、金型20内に封入するとともに、金型20を加熱(熱処理)する。
これにより、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18と、未熱硬化状態の保護層3とを接触状態で加熱し、熱反応させることにより、それらを互いに化学結合させる。また、これとともに、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18を硬化させて封止材13を形成し、さらに、未熱硬化状態の保護層3を熱硬化させて、ハードコート層14を形成する。
なお、転写工程における熱処理は、一段階反応であってもよく、多段階反応であってもよい。
製造効率の向上を図る観点から、好ましくは、多段階反応が採用される。
多段階反応としては、2段階以上であれば、特に制限されないが、好ましくは、2段階反応が挙げられる。
より具体的には、この方法では、図5Aに示されるように、転写工程において、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18と、未熱硬化状態の保護層3とを、接触状態でプレキュア(第1加熱)する(第1加熱工程)。
第1加熱工程における加熱条件は、加熱温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間は、例えば、1分以上、好ましくは、5分以上であり、例えば、30分以下、好ましくは、15分以下である。
このようなプレキュアにより、半熱硬化状態のモールド樹脂(以下、モールド半硬化物と称する場合がある。)19と、半熱硬化状態の保護層3とが化学結合する。
より具体的には、第1加熱工程における加熱条件を上記のように設定することにより、モールド原料18が半熱硬化するとともに、保護層3が半熱硬化する。また、保護層3に含まれる活性エネルギー線硬化性樹脂の熱反応性基(保護層側熱反応性基)の一部と、モールド原料18に含まれる熱反応性基(モールド側熱反応性基)の一部とを、熱反応により化学結合させることができる。
このように、プレキュアによって、モールド側熱反応性基の一部と、保護層側熱反応性基の一部とを熱反応により化学結合させ、モールド半硬化物19と保護層3とが互いに剥離しない強度で仮接合することができる。
次いで、この方法では、図5Bが参照されるように、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19を金型20から取り出しながら、モールド半硬化物19から転写材5を剥離する(剥離工程)。
上記のプレキュアの後であれば、転写材5を剥離しても、モールド半硬化物19と半熱硬化状態の保護層3との接合状態を維持することができる。なお、必要に応じて、余剰の保護層3を切断および除去することもできる。
その後、この方法では、図5Cに示されるように、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19と、半熱硬化状態の保護層3とを、さらに加熱して、ポストキュア(第2加熱)する(第2加熱工程)。
第2加熱工程における加熱条件は、加熱温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間は、例えば、30分以上、好ましくは、2時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、12時間以下である。
このようなポストキュアにより、モールド原料18の熱硬化物としての封止材13と、保護層3の熱硬化物としてのハードコート層14とが得られ、また、それらが化学結合する。
より具体的には、第2加熱工程における加熱条件を上記のように設定することにより、保護層3に含まれる活性エネルギー線硬化性樹脂の熱反応性基(保護層側熱反応性基)の残部と、モールド半硬化物19に含まれる熱反応性基(モールド側熱反応性基)の残部とを、熱反応により化学結合させることができる。
このようなポストキュアによって、モールド側熱反応性基の残部と、保護層側熱反応性基の残部との熱反応を完結させ、これらを完全硬化させることができる。その結果、モールド原料18の硬化物としての封止材13と、保護層3の硬化物としてのハードコート層14とを、化学結合により接合することができる。
上記のように、転写工程における熱処理を、第1加熱工程(プレキュア(モールド成形時の硬化))と、第2加熱工程(ポストキュア(モールド成形後の硬化))との二段階とすることにより、モールド成形時間を短くすることができ、作業性の向上を図ることができる。
すなわち、上記の転写工程において、金型20内でモールド原料18を半硬化させた後、金型20内で全硬化させることなく(モールド成形時間を短縮して)、モールド半硬化物19の状態で金型20から取り外し、別途、金型20外で全硬化させることができる。
このような方法によれば、金型20の使用回転率の向上を図ることができる。
そして、このような方法によれば、製造効率よく、ハードコート層付モールド樹脂としての半導体封止パッケージ10を複数備える、ハードコート層付モールド樹脂集合体としての半導体封止パッケージ集合体25を、成形することができる。
その後、この方法では、図5Dに示されるように、半導体封止パッケージ集合体25を、複数(図5Dでは3つ)の半導体封止パッケージ10に分割する(ダイシング工程)。
ダイシング工程では、ダイシングテープ(図示せず)を用いることなく半導体封止パッケージ集合体25を治具に固定して分割することもできるが、ハンドリング性の向上を図るため、好ましくは、分割前に、半導体封止パッケージ集合体25に対して、ダイシングテープ(図示せず)が配置される。
ダイシングテープ(図示せず)は、ダイシング工程における分割前であれば、上記の転写工程の後に半導体封止パッケージ集合体25に対して配置されてもよく、また、転写工程の前に半導体封止パッケージ集合体25に対して配置されてもよい。
例えば、上記した転写工程の後に、ダイシングテープ(図示せず)を配置する場合、転写工程において得られた半導体封止パッケージ集合体25を、ダイシングテープ(図示せず)の上に、載置する。これにより、基板12の裏面(半導体チップ11が配置される側に対する反対側の面)と、ダイシングテープ(図示せず)とが貼着される。
この場合、基板12とダイシングテープ(図示せず)との貼着は、例えば、ポストキュア工程の後であってもよく、また、上記のプレキュア工程の後、かつ、ポストキュア工程の前であってもよい。
また、例えば、上記した転写工程の前に、ダイシングテープ(図示せず)を配置する場合、予め裏面にダイシングテープ(図示せず)が貼着された基板12を、転写工程において用いる。そして、上記の転写工程において、予め裏面にダイシングテープ(図示せず)が貼着された基板12を使用して、半導体封止パッケージ集合体25を製造する。
ダイシングテープ(図示せず)が基板12以外に付着することや、ダイシングテープ(図示せず)自体が劣化することを防止する観点から、好ましくは、転写工程の後に半導体封止パッケージ集合体25に対して、ダイシングテープ(図示せず)を配置および貼着する。
そして、この工程では、ダイシングテープ(図示せず)上で、半導体封止パッケージ集合体25が分割(ダイシング、小片化)される。
ダイシング方法としては、特に制限されないが、例えば、ブレードダイシング、ステルスダイシング(ステルスレーザダイシング)、レーザダイシング(ステルスレーザダイシングを除くレーザダイシング)などのダイシング方法が採用される。
なお、ダイシング条件は、特に制限されず、目的および用途に応じて、適宜設定される。
そして、このように、半導体封止パッケージ集合体25を分割することにより、図5Eに示されるように、半導体封止パッケージ10を製造することができる。
また、上記の方法では、光学特性に優れた半導体封止パッケージ10を得る観点から、好ましくは、ブレードダイシングおよび/またはレーザダイシングが採用される。
すなわち、ブレードダイシングおよび/またはレーザダイシングにより、半導体封止パッケージ集合体25を分割すれば、得られる半導体封止パッケージ10において、封止材13の周側面を、粗面とすることができるため、光学特性に優れる。
より具体的には、封止材13の周側面が粗面であれば、半導体チップ11として発光素子や受光素子を封止した場合、封止材13の周側面からの入射光を拡散できるため、優れた光学特性を得ることができる。
さらに、上記のハードコート層14は表面平滑性に優れるため、半導体封止パッケージ10は、上面における光学特性にも優れており、とりわけ、スポット光が入射するような受光素子の封止パッケージとして、好適である。
すなわち、基板12、封止材13およびハードコート層14が、一方側(下側)から他方側(上側)に向かって順次積層されており、ハードコート層14は、封止材13の上面にのみ配置され、封止材13の周速面には配置されていない形態の半導体封止パッケージ10が、光学特性の観点から、好ましい。
また、光学特性の観点から、ハードコート層14の表面粗さと比較して、封止材13の周側面の表面粗さが大きいことが好ましい。
より具体的には、ハードコート層14の表面粗さ(測定方法:ISO 25178に準拠し、非接触式の測定器を用いる方法)が、例えば、Sa1μm以下、好ましくは、Sa0.5μm以下である。
また、封止材13の周側面の表面粗さ(測定方法:ISO 25178に準拠し、非接触式の測定器を用いる方法)が、例えば、Sa2μm以上、好ましくは、Sa5μm以上であり、例えば、Sa20μm以下、好ましくは、Sa10μm以下である。
そして、ハードコート層14の表面粗さに対して、封止材13の周側面の表面粗さが大きいことが好ましい。それらの差は、例えば、Sa0.5μm以上、好ましくは、Sa1μm以上であり、例えば、Sa20μm以下、好ましくは、Sa10μm以下である。
さらに、光学特性の観点から、ハードコート層14の表面粗さと比較して、ハードコート層14の周側面の表面粗さが大きいことが好ましい。
より具体的には、ハードコート層14の周側面の表面粗さ(測定方法:ISO 25178に準拠し、非接触式の測定器を用いる方法)が、例えば、Sa2μm以上、好ましくは、Sa5μm以上であり、例えば、Sa20μm以下、好ましくは、Sa10μm以下である。
そして、ハードコート層14の表面粗さに対して、ハードコート層14の周側面の表面粗さが大きいことが好ましい。それらの差は、例えば、Sa0.5μm以上、好ましくは、Sa1μm以上であり、例えば、Sa20μm以下、好ましくは、Sa10μm以下である。
ハードコート層14の表面粗さ、ハードコート層14の周側面粗さ、および、封止材13の周側面粗さが上記範囲であれば、とりわけ光学特性に優れた半導体封止パッケージ10を得ることができる。
ただし、各表面粗さやその差については、上記数値に限定されるものではない。
また、上記の方法でも、成形用具(金型20)の汚染を抑制し、封止材13とハードコート層14との接着性に優れる半導体封止パッケージ10を、効率よく製造することができる。
さらに、得られる半導体封止パッケージ10は、成形用具(金型20)の汚染を抑制して製造されており、接着層を介することなく、封止材13とハードコート層14とが接着されている。
また、上記の方法では、未熱硬化状態の保護層3に対して、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18を接触させて加熱し、それらを化学結合させているが、例えば、未熱硬化状態の保護層3に対して、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19を接触させて加熱し、それらを化学結合させることもできる。
より具体的には、この方法では、まず、上記と同様に、多層シート1を備える転写材5を準備する(転写材準備工程(図3A参照))。
一方、この方法では、図6Aに示されるように、金型20でモールド原料18を仮成形する(仮成形工程)。
より具体的には、この方法では、金型20内に、転写材5に代えて、公知の剥離シート26を配置する。そして、金型20内にモールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18を注入する。また、このとき、上記と同様に、基板12に対して上側金型21および下側金型22を当接させて位置決めし、複数の半導体チップ11を、モールド原料18に埋設する。そして、モールド原料18と、基板12に接続された半導体チップ11とを、金型20内に封入するとともに、金型20を加熱(プレキュア)する。
これにより、モールド原料(未熱硬化状態のモールド樹脂)18を熱反応させて、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19を得る(すなわち、モールド成形する。)。
なお、加熱成形における加熱条件としては、加熱温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間は、例えば、1分以上、好ましくは、5分以上であり、例えば、30分以下、好ましくは、15分以下である。
次いで、この方法では、図6Bに示されるように、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19を、金型20から取り出す。これにより、予め成形されたモールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19を、得ることができる(樹脂準備工程)。
次いで、この方法では、図6Cに示されるように、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19を公知の押圧システムにおけるステージ27に載置し、その上部に、転写材5を配置する(配置工程)。
より具体的には、配置工程では、転写材5を、図示しない治具により把持する。そして、モールド半硬化物19の上側において、保護層3とモールド半硬化物19とが上下方向に所定間隔を隔てて対向するように、転写材5を配置する。
また、必要に応じて、転写材5(保護層3)とモールド半硬化物19とを位置合わせし、それらの周囲を真空引きする。
さらに、保護層3の上側に、押圧部材28を配置する。押圧部材28としては、特に制限されず、公知のラミネータ、プレス機などが挙げられる。
次いで、この方法では、図7Dに示されるように、押圧部材28を下側に向かって押圧して、モールド半硬化物(半硬化状態のモールド樹脂)19と、保護層3とを接触させる。また、これとともに、モールド半硬化物19および保護層3を加熱し、モールド半硬化物19に、保護層3を熱硬化させてなるハードコート層14を転写する(転写工程)。
すなわち、モールド半硬化物(半硬化状態のモールド樹脂)19と、未熱硬化状態の保護層3とを、接触状態で加熱し、熱反応させることにより、それらを互いに化学結合させる。また、これとともに、モールド半硬化物(半硬化状態のモールド樹脂)19の熱硬化を進行させて、封止材13を形成し、さらに、未熱硬化状態の保護層3を熱硬化させて、ハードコート層14を形成する。
なお、転写工程における熱処理は、一段階反応であってもよく、多段階反応であってもよい。一段階反応である場合、熱反応条件は、上記と同様(図3参照)である。
製造効率の向上を図る観点から、好ましくは、多段階反応が採用される。
多段階反応としては、2段階以上であれば、特に制限されないが、好ましくは、2段階反応が挙げられる。
より具体的には、この方法では、図7Dが参照されるように、予め成形されたモールド半硬化物(半硬化状態のモールド樹脂)19と、未熱硬化状態の保護層3とを、接触状態で加熱(第1加熱)する(第1加熱工程)。
第1加熱工程における加熱条件は、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19が、半硬化状態を維持しながら、保護層3と化学結合できる条件である。
より具体的には、加熱温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間は、例えば、1分以上、好ましくは、5分以上であり、例えば、30分以下、好ましくは、15分以下である。
このような第1加熱により、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19と、半熱硬化状態の保護層3とが化学結合する。
より具体的には、第1加熱工程における加熱条件を上記のように設定することにより、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19の半熱硬化状態が維持されながら、保護層3に含まれる活性エネルギー線硬化性樹脂の熱反応性基(保護層側熱反応性基)の一部と、モールド半硬化物19に含まれる熱反応性基(モールド側熱反応性基)の一部とを、熱反応により化学結合させることができる。
このような第1加熱によって、モールド側熱反応性基の一部と、保護層側熱反応性基の一部とを熱反応により化学結合させ、モールド半硬化物19と保護層3とが互いに剥離しない強度で仮接合することができる。
次いで、この方法では、図7Eが参照されるように、押圧部材28を上方へと持ち上げて、モールド半硬化物19から転写材5を剥離する(剥離工程)。
上記の第1加熱の後であれば、転写材5を剥離しても、モールド半硬化物19と半熱硬化状態の保護層3との接合状態を維持することができる。なお、必要に応じて、余剰の保護層3を切断および除去することもできる。
その後、この方法では、図7Fに示されるように、モールド半硬化物(半熱硬化状態のモールド樹脂)19と、半熱硬化状態の保護層3とを、さらに加熱して、ポストキュア(第2加熱)する(第2加熱工程)。
第2加熱工程における加熱条件は、加熱温度が、例えば、40℃以上、好ましくは、60℃以上であり、例えば、200℃以下、好ましくは、150℃以下である。また、加熱時間は、例えば、30分以上、好ましくは、2時間以上であり、例えば、20時間以下、好ましくは、12時間以下である。
このようなポストキュアにより、モールド原料18の熱硬化物としての封止材13と、保護層3の熱硬化物としてのハードコート層14とが得られ、また、それらが化学結合する。
より具体的には、第2加熱工程における加熱条件を上記のように設定することにより、保護層3に含まれる活性エネルギー線硬化性樹脂の熱反応性基(保護層側熱反応性基)の残部と、モールド半硬化物19に含まれる熱反応性基(モールド側熱反応性基)の残部とを、熱反応により化学結合させることができる。
このようなポストキュアによって、モールド側熱反応性基の残部と、保護層側熱反応性基の残部との熱反応を完結させ、これらを完全硬化させることができる。その結果、モールド原料18の硬化物としての封止材13と、保護層3の硬化物としてのハードコート層14とを、化学結合により接合することができる。
上記のように、転写工程における熱処理を、プレキュア(モールド成形時の硬化)時に行わず、モールド樹脂のプレキュア後(モールド成形後)において、第1加熱工程および第2加熱工程の二段階とすることにより、モールド成形時間を短くすることができ、さらに、治具などが必要な第1加熱時間を短縮できるため、作業性の向上を図ることができる。
その後、この方法では、図7Gに示されるように、上記(図5D参照)と同様の方法で、半導体封止パッケージ集合体25を、複数の半導体封止パッケージ10に分割する(ダイシング工程)。
これにより、図7Hに示されるように、半導体封止パッケージ10を製造することができる。
そして、上記の方法でも、成形用具(治具など)の汚染を抑制し、封止材13とハードコート層14との接着性に優れる半導体封止パッケージ10を、効率よく製造することができる。
さらに、得られる半導体封止パッケージ10は、成形用具(治具など)の汚染を抑制して製造されており、接着層を介することなく、封止材13とハードコート層14とが接着されている。
なお、上記した実施形態では、多層シート1および転写材5において、基材シート2の表面の全面に保護層3が形成されているが、例えば、保護層3は、基材シート2の表面の一部にのみ、保護層3が形成されていてもよい。
すなわち、ハードコート層14が、金型20の形状やモールド成形後(プレキュア後、ポストキュア前)のモールド樹脂の形状に対応するように、ハードコート層14の熱硬化前の保護層3を、基材シート2の表面の一部にのみ形成することができる。
一方、機械送りによる位置合わせの精度などを考慮すると、保護層3は、金型20やモールド成形後のモールド樹脂に対して、より大きな領域に形成される。
具体的には、例えば、図5に示される方法で多層シート1および転写材5が用いられる場合、図8は、金型20の形状に沿って配置された状態(図5B参照)の基材シート2および保護層3の平面図(上面図)である。
この形態において、保護層3は、平面視における金型20の凹部領域(図8における2点鎖線参照)よりも大きい領域に形成される(図8における白地参照)。
このような場合において、保護層3の形成領域の大きさは、機械送りによる位置合わせの精度などの観点から、好ましくは、下記式(1)および下記式(2)を満たす。
X1+X2 ≧ 20mm (1)
Y1+Y2 ≧ 20mm (2)
なお、X1は、所定の第1方向(紙面左右方向)において、金型20の凹部領域の一方側(紙面左側)端部から、保護層3の形成領域の一方側(紙面左側)端部)までの長さを示す。また、X2は、第1方向(紙面左右方向)において、金型20の凹部領域の他方側(紙面右側)端部から、保護層3の形成領域の他方側(紙面右側)端部までの長さを示す。
また、Y1は、モールド樹脂の成形平面で上記第1方向に直交する第2方向(紙面上下方向)において、金型20の凹部領域の一方側(紙面上側)端部から、保護層3の形成領域の一方側(紙面上側)端部)までの長さを示す。また、Y2は、第2方向(紙面上下方向)において、金型20の凹部領域の他方側(紙面下側)端部から、保護層3の形成領域の他方側(紙面下側)端部までの長さを示す。
また、例えば、図6および図7に示される方法で多層シート1および転写材5が用いられる場合、図8は、モールド成形後のモールド樹脂の形状に沿って配置された状態(図7D参照)の基材シート2および保護層3の平面図(上面図)である。
この形態において、保護層3は、平面視におけるモールド樹脂の形成領域(図8における2点鎖線参照)よりも大きい領域に形成される(図8における白地参照)。
このような場合においても、保護層3の形成領域の大きさは、機械送りによる位置合わせの精度などの観点から、好ましくは、下記式(1)および下記式(2)を満たす。
X1 + X2 ≧ 20mm(1)
Y1 + Y2 ≧ 20mm(2)
なお、X1は、所定の第1方向(紙面左右方向)において、モールド樹脂の形成領域の一方側(紙面左側)端部から、保護層3の形成領域の一方側(紙面左側)端部)までの長さを示す。また、X2は、第1方向(紙面左右方向)において、モールド樹脂の形成領域の他方側(紙面右側)端部から、保護層3の形成領域の他方側(紙面右側)端部までの長さを示す。
また、Y1は、モールド樹脂の成形平面で上記第1方向に直交する第2方向(紙面上下方向)において、モールド樹脂の形成領域の一方側(紙面上側)端部から、保護層3の形成領域の一方側(紙面上側)端部)までの長さを示す。また、Y2は、第2方向(紙面上下方向)において、モールド樹脂の形成領域の他方側(紙面下側)端部から、保護層3の形成領域の他方側(紙面下側)端部までの長さを示す。
なお、いずれの場合においても、基材シート2は、好ましくは、機械送りなどによって第1方向(X軸方向)に沿って相対的に移動し、保護層3の形成領域が金型20やモールド成形後のモールド樹脂に対して対向するように、配置される。
上記のように保護層3が形成される場合も、金型や治具などの成形用具と、保護層3とが接触する場合があるが、上記の多層シート1および転写材5が用いられていれば、成形用具の汚染を抑制することができる。
また、上記の半導体封止パッケージ10は、封止材13に封止された半導体チップ11を備えているが、目的および用途に応じて、半導体封止パッケージ10は、半導体チップ11を備えていなくともよい。
つまり、上記した説明では、半導体封止パッケージ10(LED封止パッケージなど)を例示しているが、ハードコート層付モールド樹脂としては、これに限定されず、例えば、通信機器、家電、住宅設備、自動車などの各種産業分野における各種ハードコート層付樹脂成形品として、用いることもできる。
なお、各種産業における用途の観点から、好ましくは、半導体封止パッケージ10は、封止材13に封止された半導体チップ11を備える。
さらに、半導体封止パッケージ10では、ハードコート層14の表面に、各種光学部品(例えば、レンズ、光学フィルタなど)を接着することもできる。
このような場合、ハードコート層14の平滑性が高いため、精度よく光学部品を配置でき、光学特性に優れた光半導体素子を得ることができる。
また、本発明において、ハードコート層14の平滑性とは、平坦面のみを表すのではなく、レンズ形状や凸凹形状などにおける表面の平滑性という意味を含んでいる。
なお、上記のプレキュアとは、モールドなどに用いられる熱硬化樹脂の本硬化前処理段階として、予備硬化を行う工程のことを示す。プレキュアは、最終強度を得ない程度に硬化、安定形状の形成を目的とする。また、最終強度の硬化段階はポストキュアと呼ばれ、一般にプレキュアより高温・長時間の環境にて行われる。
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合(含有割合)、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値)または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値)に代替することができる。
1.測定方法
<重量平均分子量、数平均分子量>
(メタ)アクリル樹脂からサンプルとして0.2mgを採取し、これをテトラヒドロフラン10mLに溶解させ、示差屈折率検出器(RID)を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)によってサンプルの分子量分布を測定し、クロマトグラム(チャート)を得た。
次に、得られたクロマトグラム(チャート)から、標準ポリスチレンを検量線として、サンプルの重量平均分子量及び数平均分子量を算出した。測定装置及び測定条件を以下に示す。
データ処理装置:製品名HLC-8220GPC(東ソー社製)
示差屈折率検出器:製品名HLC-8220GPCに内蔵されたRI検出器
カラム:製品名TSKgel GMHXL(東ソー社製)3本
移動相:テトラヒドロフラン
カラム流量:0.5mL/min
注入量:20μL
測定温度:40℃
標準ポリスチレン分子量:1250、3250、9200、28500、68000、165000、475000、950000、1900000
<ガラス転移温度>
(メタ)アクリル樹脂のガラス転移温度は、フォックスの式により算出した。
<粘度>
JIS K5600-2-3(2014年)に準拠し、粘度を測定した。
<酸価>
JIS K5601-2-1(1999年)に準拠し、酸価を測定した。
<不揮発分濃度>
JIS K5601-1-2(2008年)に準拠し、不揮発分濃度を測定した。
<エポキシ当量>
JIS K7236(2001年)に準拠し、エポキシ当量を測定した。
<水酸基価>
(メタ)アクリル樹脂の水酸基価は、JIS K1557-1:2007(ISO 14900:2001)「プラスチック-ポリウレタン原料ポリオール試験方法-第1部:水酸基価の求め方」の4.2 B法に準拠して測定した。
なお、(メタ)アクリル樹脂の水酸基価とは、固形分の水酸基価を示す。
<(メタ)アクリロイル当量>
(メタ)アクリル樹脂の(メタ)アクリロイル当量は、(メタ)アクリル樹脂の原料であるモノマー組成から、下記式(I)に従って算出した。
Figure 0007434174000001
なお、式(I)中、(メタ)アクリル樹脂の原料に用いたモノマーの全使用量(g)を「W」とし、(メタ)アクリル樹脂の合成時において、最終的に得られる(メタ)アクリル樹脂の主鎖に側鎖として(メタ)アクリロイル基を導入するために用いられたモノマーのうちから、任意に選択されたモノマーのモル数(mol)を「M」とし、任意に選択された上記モノマー1分子あたりの(メタ)アクリロイル基の個数を「N」とし、(メタ)アクリル樹脂の合成時において、最終的に得られる(メタ)アクリル樹脂の主鎖に側鎖として(メタ)アクリロイル基を導入するために用いられたモノマー種の数を「k」とする。
2.中間体ポリマーおよび活性エネルギー線硬化性樹脂の合成
合成例1~14
反応容器中に、溶剤としてメチルイソブチルケトン(MIBK)400重量部を供給して90℃まで加熱して、温度を維持した。
グリシジルメタクリレート(熱硬化性基含有化合物、GMA)、アクリル酸(熱硬化性基含有化合物、AA)、2-ヒドロキシエチルアクリレート(熱硬化性基含有化合物、2-HEA)、FM-0721(ポリシロキサン含有化合物、商品名、JNC製、3-メタクリロキシプロピルジメチルポリシロキサン)、メチルメタクリレート(その他の重合性化合物、MMA)、ブチルアクリレート(その他の重合性化合物、BA)、および、ラジカル重合開始剤としてのアゾビス-2-メチルブチロニトリル(ABN-E)を、表1~4に示した配合量で混合し、重合成分を得た。
次に、重合成分を2時間かけて徐々に反応容器中に滴下しながら混合し、2時間放置した後、110℃で2時間加熱することによりラジカル重合させた。
これにより、中間体ポリマーの溶液を得た。中間体ポリマーの溶液を、60℃まで冷却した。
得られた中間体ポリマーのガラス転移温度を、上記の方法で測定した。
次いで、中間体ポリマーの溶液に、アクリル酸(活性エネルギー線硬化基含有化合物、AA)、グリシジルメタクリレート(活性エネルギー線硬化基含有化合物、GMA)、2-イソシアナトエチルアクリレート(活性エネルギー線硬化基含有化合物、AOI)、p-メトキシフェノール(重合禁止剤、MQ)、トリフェニルホスフィン(触媒、TPP)およびジブチル錫ジラウレート(触媒、DBTDL)を、それぞれ表1~4に示した配合量で混合した。
その後、反応容器中に酸素を吹き込みながら、混合物を110℃で8時間加熱し、中間体ポリマーの熱反応性基に、アクリル酸(活性エネルギー線硬化基含有化合物、AA)、グリシジルメタクリレート(活性エネルギー線硬化基含有化合物、GMA)および/または2-イソシアナトエチルアクリレート(活性エネルギー線硬化基含有化合物、AOI)を付加させた。
より具体的には、中間体ポリマー中のエポキシ基の一部に対して、アクリル酸のカルボキシ基を反応させ、側鎖に活性エネルギー線硬化基としてのアクリロイル基を付加した。
また、これとともに、エポキシ基の残部、および、エポキシ基の開環により生成した水酸基を、熱硬化性基として未反応(遊離)状態で保持した。
また、中間体ポリマー中のカルボキシ基の一部に対して、グリシジルメタクリレートのエポキシ基を反応させ、側鎖に活性エネルギー線硬化基としてのメタクリロイル基を付加した。また、これとともに、カルボキシ基の残部、および、エポキシ基の開環により生成した水酸基を、熱硬化性基として未反応(遊離)状態で保持した。
また、中間体ポリマー中の水酸基の一部に対して、2-イソシアナトエチルアクリレートのイソシアネート基を反応させ、側鎖に活性エネルギー線硬化基としてのアクリロイル基を付加した。また、これとともに、水酸基の残部を、熱硬化性基として未反応(遊離)状態で保持した。
これにより、活性エネルギー線硬化性樹脂としての(メタ)アクリル樹脂を得た。なお、必要により溶剤を添加または除去して、活性エネルギー線硬化性樹脂の不揮発分濃度を、30質量%に調整した。
また、得られた活性エネルギー線硬化性樹脂の水酸基価、(メタ)アクリル当量、重量平均分子量を測定した。また、活性エネルギー線硬化性樹脂1gに残存する熱硬化性基(残存熱硬化性基)、ポリシロキサン鎖、活性エネルギー線硬化基の量を、仕込み比から計算で求めた。その結果を表1~4に示す。
3.多層シートおよびハードコート層付モールド樹脂
実施例1~13および比較例1~2
・多層シート
表5~8に記載の(メタ)アクリル樹脂を、バーコーターを用いて、基材シート(王子エフテックス社製、50μm厚のオレフィンフィルム)の一方面に塗布し、60℃で1分加熱し、溶剤を除去した。
その後、UV照射し、(メタ)アクリル樹脂を硬化させ、膜厚1μmの保護層を形成した。
これにより、基材シートと保護層とを備える多層シートを得た。
なお、実施例1~12では、高圧水銀ランプを用いて、主波長365nmの紫外線(UV)を、積算光量が500mJ/cmとなるように照射して(メタ)アクリル樹脂中のアクリロイル基の全部を反応させ、全硬化物として保護層を得た。
一方、実施例13では、高圧水銀ランプを用いて、主波長365nmの紫外線(UV)を、積算光量が200mJ/cmとなるように照射して(メタ)アクリル樹脂中のアクリロイル基の一部を反応させ、半硬化物として保護層を得た。なお、アクリロイル基の残部は、未反応状態で保持した。
・ハードコート層付モールド樹脂
上側金型および下側金型のセットからなる注型用金型を用意し、その下側金型に多層シートを保護層が金型内側を向くようにセットした。なお、金型から成形されるハードコート層付モールド樹脂に対し、JIS K 5600-5-6(1999)に基づいて密着性を正確に評価できるよう、下側金型として、平らで滑らかな表面の金型を用いた。
その後、金型に、モールド原料としてのエポキシ樹脂組成物(丸本ストルアス社製エポキシ樹脂 商品名エポフィックス)を注入および充填し、上側金型をセットして、100℃で1時間硬化させた。これにより、モールド樹脂(エポキシ樹脂成形品)を得るとともに、そのモールド樹脂と、多層シートの保護層とを、熱硬化反応により接合した。
なお、実施例13では、この加熱によって、残存したアクリロイル基を自己架橋させ、保護層をさらに硬化させた。
その後、金型からモールド樹脂(成形品)を取り出すとともに、基材シートをハードコート層から剥離させ、ハードコート層付モールド樹脂を得た。
比較例3
表8に記載の(メタ)アクリル樹脂を、バーコーターを用いて、基材シート(王子エフテックス社製、50μm厚のオレフィンフィルム)の一方面に塗布し、60℃で1分加熱し、溶剤を除去した。
その後、UV照射し、(メタ)アクリル樹脂を硬化させ、膜厚1μmの保護層を形成した。
その後、保護層の一方面に、ハリアクロン350B(商品名、アクリル粘着剤組成物、ハリマ化成製)を、バーコーターを用いて塗布し、60℃で1分加熱し、膜厚1μmの接着層を形成した。
これにより、基材シートと保護層と接着層とを備える多層シートを得た。
また、実施例1と同じ方法で、ハードコート層付モールド樹脂を得た。
比較例4
モールド樹脂の物性を評価するため、基材シートにモールド樹脂を積層した。すなわち、モールド原料としてのエポキシ樹脂組成物(丸本ストルアス社製エポキシ樹脂 商品名エポフィックス)を、バーコーターを用いて、基材シート(王子エフテックス社製、50μm厚のオレフィンフィルム)の一方面に塗布し、乾燥により溶剤を除去した。
これにより、基材シート上に、膜厚1μmのモールド原料層(未熱硬化のエポキシ樹脂層)を形成し、多層シートを得た。
そして、上側金型および下側金型のセットからなる注型用金型を用意し、その下側金型に多層シートを、モールド原料層が金型内側を向くようにセットした。なお、金型から成形されるモールド樹脂に対し、JIS K 5600-5-6(1999)に基づいて密着性を正確に評価できるよう、下側金型として、平らで滑らかな表面の金型を用いた。
その後、金型に、モールド原料としてのエポキシ樹脂組成物(丸本ストルアス社製 エポキシ樹脂 商品名エポフィックス)を注入および充填し、上側金型をセットして、100℃で1時間硬化させた。
これにより、モールド樹脂(エポキシ樹脂成形品)を得るとともに、モールド原料層を熱硬化させ、モールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)を形成した。これにより、成形樹脂としてのモールド樹脂と、多層シート中のモールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)とを、熱硬化反応により接合した。
その後、金型からモールド樹脂(成形品)を取り出すとともに、基材シートをモールド樹脂層から剥離させ、モールド樹脂層付モールド樹脂を得た。
4.評価
(1)引張伸度
多層シートの引張伸度を、プラスチック-引張特性の試験方法(JIS K 7127(1999)))に準拠して、測定した。
具体的には、厚さ30μm、幅25mm、長さ115mmの試験片を用い、引張速度100mm/分、チャック間距離80mm、標線間距離25mm、温度23℃の条件で破断するまでの引張伸度(%)を測定した。
評価の基準を下記する。
A:引張伸度10%以上
B:引張伸度5%以上10%未満
C:引張伸度5%未満
(2)鉛筆硬度
ハードコート層の鉛筆硬度を、JIS K5600-5-4(1999)「引っ掻き硬度(鉛筆法)」の試験法に準拠して、評価した。なお、比較例4では、ハードコート層に代えて、モールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)の鉛筆硬度を評価した。
評価の基準は、硬度が低い方から高い方へ向かって、B、HB、F、Hの順であり、また、「H」の前に付く数字が大きいほど硬度が高く、「B」の前に付く数字が大きいほど硬度が低いことを示す。
(3)密着性(接着性)
ハードコート層とモールド樹脂との密着性を、JIS K5600-5-6(1999)の「クロスカット法」の試験法に準拠して、評価した。
具体的には、上記のハードコート層付モールド樹脂の表面に形成されたハードコート層を、カッターナイフで縦横方向に切断し、モールド樹脂に達するようにクロスカットして、100個の切断片とした。
そして、クロスカット上に粘着テープ(ニチバン製「ニチバンテープ1号」)を貼り付けた。そして、貼り付けられた粘着テープを剥離し、その後に、剥離せずに残ったクロスカットの数を数えた。
なお、比較例4では、上記と同様にして、モールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)とモールド樹脂(成形樹脂)との密着性を評価した。
(4)耐擦傷性
ハードコート層付モールド樹脂の代替として、ハードコート層付の試験板を準備した。
すなわち、試験板(アクリル板)の表面に、各実施例および比較例1~3の条件で、(メタ)アクリル樹脂を塗布し、光硬化させ、その後、モールド樹脂の成形条件と同じ条件で、熱硬化させた。これにより、ハードコート層を得た。
また、比較例4について評価するため、試験板(アクリル板)の表面に、モールド原料(エポキシ樹脂組成物)を塗布し、熱硬化させた。これにより、試験板(アクリル板)の表面に、モールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)を得た。
そして、ハードコート層およびモールド樹脂層の表面に対して、スチールウール(ボンスター販売 製品番#0000)を、水平方向に10往復させた。なお、荷重は、1cm当たり100gとした。
その後、ヘイズメーターNDH5000(日本電色工業社製)を用いて、スチールウール摩擦前後のハードコート層およびモールド樹脂層のヘーズ(濁度)を測定し、色差ΔEを算出した。
評価の基準を下記する。
A:ΔEが0以上1未満
B:ΔEが1以上3未満
C:ΔEが3以上10未満
(5)金型汚染
ハードコート層付モールド樹脂の成形時において、上側金型とハードコート層との接触部分における、ハードコート層の転写を観察し、評価した。
なお、比較例4では、上記と同様にして、モールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)の転写を観察し、評価した。
評価の基準を下記する。また、以下において、ハードコート層またはモールド樹脂層(熱硬化したエポキシ樹脂層)を、「最表層」とする。
A:上側金型に接触した最表層すべてが上側金型に転写されなかった(転写面積率0%)。
B:上側金型に接触した最表層の内0%超過10%以下の面積の塗膜が上側金型に転写された。
C:上側金型に接触した最表層の内10%超過の面積の塗膜が上側金型に転写された。
Figure 0007434174000002
Figure 0007434174000003
Figure 0007434174000004
Figure 0007434174000005
Figure 0007434174000006
Figure 0007434174000007
Figure 0007434174000008
Figure 0007434174000009
なお、表中の略号の詳細を下記する。
GMA:グリシジルメタクリレート
AA:アクリル酸
2-HEA:2-ヒドロキシエチルアクリレート
FM-0721:商品名、JNC製、3-メタクリロキシプロピルジメチルポリシロキサン
MMA:メチルメタクリレート
BA:ブチルアクリレート
ABN-E:ラジカル重合開始剤、アゾビス-2-メチルブチロニトリル
MIBK:メチルイソブチルケトン
カレンズAOI:商品名、昭和電工製、イソシアナトメチルアクリレート
イルガキュア127:商品名、BASF製、重合開始剤、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
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれる。
本発明のハードコート層付モールド樹脂およびその製造方法は、各種半導体産業において好適に用いられる。
1 多層シート
2 基材シート
3 保護層
5 転写材

Claims (22)

  1. 基材シートと、前記基材シートの一方面に配置され、モールド樹脂の表面の少なくとも一部を保護するための保護層とを備える多層シートを備える転写材であって、前記保護層は、前記多層シートの最表層であり、活性エネルギー線硬化性樹脂の活性エネルギー線による硬化物または半硬化物を含み、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂と熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖とを有する転写材を準備する転写材準備工程と、
    未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂を準備する樹脂準備工程と、
    前記保護層が露出するように前記転写材を配置する配置工程と、
    未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂と前記保護層とを接触させて加熱し、前記モールド樹脂に、前記保護層を熱硬化させてなるハードコート層を転写する転写工程と
    を備え、
    前記転写工程では、
    前記保護層と前記モールド樹脂とを反応させ、互いに化学結合させるとともに、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂を硬化させ、さらに、前記保護層を硬化させてハードコート層を形成する
    ことを備えることを特徴とする、ハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  2. 前記転写工程は、
    未熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、前記モールド樹脂および前記保護層を化学結合させる
    ことを特徴とする、請求項1に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  3. 前記転写工程は、
    未熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを化学結合させる第1加熱工程と、
    半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを、前記第1加熱工程の後に加熱する第2加熱工程と
    を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  4. 前記転写工程は、
    予め成形された半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、前記モールド樹脂および前記保護層を化学結合させる転写工程を備えることを特徴とする、請求項1に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  5. 前記転写工程は、
    予め成形された半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、未熱硬化状態の前記保護層とを、接触状態で加熱し、半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを化学結合させる第1加熱工程と、
    半熱硬化状態の前記モールド樹脂と、半熱硬化状態の前記保護層とを、前記第1加熱工程の後に加熱する第2加熱工程と
    を備えることを特徴とする、請求項1または2に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  6. 前記転写工程では、前記ハードコート層付モールド樹脂を複数備えるハードコート層付モールド樹脂集合体を成形し、
    転写工程の後、前記ハードコート層付モールド樹脂集合体を複数のハードコート層付モールド樹脂に分割するダイシング工程を備える
    ことを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  7. 前記ダイシング工程では、ブレードダイシングにより複数のハードコート層付モールド樹脂を得ることを特徴とする、請求項6に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  8. 前記ダイシング工程では、レーザダイシングにより複数のハードコート層付モールド樹脂を得ることを特徴とする、請求項6に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  9. 前記ダイシング工程における分割の前、かつ、前記転写工程の後にダイシングテープを配置することを特徴とする、請求項6~8のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  10. 前記ダイシング工程における分割の前、かつ、前記転写工程の前にダイシングテープを配置することを特徴とする、請求項6~8のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  11. 前記モールド樹脂に、半導体素子が封止される
    ことを特徴とする、請求項1~10のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  12. 前記半導体素子が、光半導体素子である
    ことを特徴とする、請求項11に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  13. 前記モールド樹脂が、エポキシ樹脂および/またはシリコーン樹脂であることを特徴とする、請求項11または12に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  14. 前記保護層の前記熱反応性基が、水酸基、エポキシ基、カルボキシ基および(メタ)アクリロイル基からなる群から選択される少なくとも1種である
    ことを特徴とする、請求項13に記載のハードコート層付モールド樹脂の製造方法。
  15. モールド樹脂と、前記モールド樹脂の表面の少なくとも一部を保護するハードコート層とを備え、
    前記ハードコート層は、未熱硬化状態および/または半熱硬化状態の前記モールド樹脂と熱硬化反応できる熱反応性基と、ポリシロキサン鎖とを有する活性エネルギー線硬化性樹脂の硬化物であり、
    前記ハードコート層と前記モールド樹脂とが、前記活性エネルギー線硬化性樹脂の前記熱反応性基と、前記モールド樹脂の化学結合で接合されている
    ことを特徴とする、ハードコート層付モールド樹脂。
  16. さらに、前記モールド樹脂に封止されている半導体素子を備えることを特徴とする、請求項15に記載のハードコート層付モールド樹脂。
  17. 前記半導体素子が、光半導体素子である
    ことを特徴とする、請求項16に記載のハードコート層付モールド樹脂。
  18. 前記光半導体素子が、受光素子である
    ことを特徴とする、請求項17に記載のハードコート層付モールド樹脂。
  19. 前記光半導体素子が、発光素子である
    ことを特徴とする、請求項17に記載のハードコート層付モールド樹脂。
  20. さらに、前記光半導体素子が電気的に接続される基板を備え、
    前記基板、前記モールド樹脂および前記ハードコート層が、一方側から他方側に向かって順次積層されており、
    前記モールド樹脂は、前記一方側の表面と、前記他方側の表面と、それらを連結する周側面とを備え、
    前記ハードコート層は、前記モールド樹脂の前記他方側の表面にのみ配置され、前記モールド樹脂の前記周側面に配置されていない
    ことを特徴とする、請求項17~19のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂。
  21. 前記ハードコート層の表面粗さと比較して、前記モールド樹脂の周側面の表面粗さが大きいことを特徴とする、請求項17~20のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂。
  22. 前記モールド樹脂および前記ハードコート層が、一方側から他方側に向かって積層されており、
    前記ハードコート層の前記他方側の面の表面粗さと比較して、前記ハードコート層の周側面の表面粗さが大きいことを特徴とする、請求項17~21のいずれか一項に記載のハードコート層付モールド樹脂。
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