JPH02248215A - 実用的微細構造を有する複合プラスチック物品の製造方法 - Google Patents
実用的微細構造を有する複合プラスチック物品の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
射性コーナーキューブシート(cube−corner
sheetinσ)、フレスネル 1ノンズ、全内部反
射フィルム、内部かみ合わせ物品、情報保持内機のにう
な微細構造を有する。本発明はまたそのようなプラスチ
ック物品をつくる改良方法にも閏す−る。
land) ]は交叉結合性の部分的に重合した樹脂を
原型(master)雌鋳型表面上に付着させそして化
学光線または熱を用いて樹脂を固化さ1゜このようにし
て表面を複製させることによる逆反射性コーナーキュー
ブシートの連続的輻射方法を教える。使われる樹脂【6
L典型的には固化または硬化に際して比較的高水準の収
縮を示し、従って立方体−・辺微小構造中に光学的不完
全さを生じさせる。
tens ) 1のアブストラクトでは次のように云う
:[微細構造表面を有する硬質および軟質l!グメント
又は部分をもった交叉結合したポリマーを含む物品は、
型川原型で複製ずべぎ微細構造を保有するまたは転写さ
れたものを、「硬い」セグメントおよび[軟かいJセグ
メントを有する液体で注型川面な、−成分の、好ま(ツ
クは溶媒を含まぬ、輻射付加重合性の、交叉結合し得る
、有機オリゴマー組成物(またはそれの前駆体)によっ
て充1iLノ、得られた注型組成物をfi!)lに、好
ましくは紫外線輻射のような化学線輻射にさらし、そし
ζそれによって該物品、例えば、逆反射性コーナーキュ
ーブシー1−、フレスネル レンズまたはビデオディス
クを形成することを含む方法によってつくられる」。硬
い(rHJ)および軟かい(rsJ)セグメントに加え
て、組成物は好ましくは「アクリリル、メタクリリル、
アリルまたはイを 隣質−エボキシ基のような輻射@感性付加重合性官能性
基を含む一つまたは一つ以上のrEJ前駆体を含む第4
欄第63−66行)1゜組成物はま稀釈剤である稀釈用
七ツマ−を含むことができる」。稀釈上ツマ−はAリボ
マー性組成物のrHJ、「S」またはrEJ含徹に寄与
する(第36欄、第10−12行)」。組成物は付加重
合触媒、好ましくはオリゴマー組成物の約0.25から
1.0%の光重合触媒を含むことができる。
のオリゴマー組成物の能力を試験している。
ナーキューブの複製を報告し、そして実施例21ではフ
レスネル レンズの複製を報告し、それらの双方は比較
的大きい即ち回折格子のそれの数倍大きい微細構造を有
1−る。硬化性樹脂組成物は硬化リ−るときに収縮づる
ため、その他の実施例に使われる原型の繊細な微細構造
物と比べて、マルテンスの実施例20および21のもの
のJ、うに比較的大きい微Ial構造をU密に複製する
ことはさらに困難となる。
硬化性混合物をキコーブ1−ナーくぼみ中に圧入し、そ
して硬化したオリゴマー樹脂の厚さは0.25行mであ
って、これは微細構造の深さ0.128JlllIの2
倍であった。実施例21においては、ポリエステル シ
ートが取り去られた後でフレスネル レンズに自己−支
持を生じさせるため、フ1ノスネル レンズ素材の深さ
よりも実質的に過剰の厚さでオリゴマー樹脂組成物が適
用されている。
rfeld ) ]は上記の、微細構造を有づるレーザ
ーで読めるビデオ ディスクのような情報保持ディスク
に特に関連する。ケルフェルトはスタンバ−と重合間が
接着される基体の間にこれらのディスクを堆積させるこ
とができると教える。光重合性液体ビーズまたは波を可
撓性基体または可撓性スタンバ−と対応するオプティカ
ルディスクスタンバ−または基体との間で動かすことに
よってスタンバ−中の型模様を充たしそして次に光重合
成環をスタンバ−または基体の何れかを通して照射する
ことによって光重合性塊を堆積させる。
型中の空気は実質的に全部除去されることが判った。ビ
ーズの前面は空気を拾いそして原型の前進面に再付着す
ることなく運ぶが、それは気泡が破壊されてガスを放出
するからである。支持体または原型がビーズの形成を可
能にしそしてそのビーズの伝播が1ポ曲点として萌方に
動くことが十分可能である限り基体または原型は十分可
撓性である」 (第2111.第3−68行)」。ケル
フェルトの実施例中に使用される基体はポリエステル、
ポリ塩化ビニル、およびポリ(メチル メタクリレート
)の可撓性フィルムである。
ey) ]はプラスチック物品に関するもので、その表
面はフレスネル レンズのような比較的大きい微小構造
物を複製する。実施例1および3においてポリエステル
フィルムはUv−硬化性樹脂を塗布され、これはレン
ズ状鋳型に対して圧しつけられそして樹脂が鋳型表面と
接触している問にポリニスデル フィルムを通してれ検
素外線輻射によって硬化される。第2図は生じた生成物
においてレンズ状形成13の深さと比べると硬化したオ
リゴマー樹脂の層12の厚さが大きいことを示す。Uv
−硬化性樹脂は好ましくはアクリレート ウレタン ポ
リエステル オリゴマーである。
照されたい。
での大きさの深さに亘る多数の有用性不連続体を含む少
なくとも一つの微細構造をした表面を有する複合グラス
チック物品に関する。本発明の複合プラスチック物品は
、比較的大きな微細構造(即ち、少なくとも0.025
m1+)を有する現に市場にある何れの複製される熱可
塑性物品よりも可撓性および強靭性において優れている
と信じられる。複合プラスチック物品は複製正確度にお
いて上に言及した先行技術中に記載される輻射硬化され
る物品より優れていると信じられる。
が物品の機能に対しプラスの寄与を提供することを意味
する。光学的実用的不連続体は光学的装置の機能にプラ
スの寄与を提供する。光学的実用的不連続体を有する装
置の代表例は非限定的に、コーナーキューブ反射性シー
ト、1ffl折性または回折フレスネル レンズ、およ
び平滑面を有づる平行直線プリズムのシリーズをもつフ
ィルムを含む。
、その−表面は少なくとも0.025mの深さの微細構
造を有し、微細構造は物質セグメントおよび軟質セグメ
ントを有する可撓性の硬化したオリゴマー樹脂を含み、
その硬化したオリゴマー樹脂は実質的に複合体の微細構
造部分に限定されることを特徴とする。「強靭な、可撓
性」の語は、基体が少なくともおよそ1500HPaの
引彊り強さを有しそして破損せずに3CIIまたはそれ
以上の半径に曲げ得ることを意味する。硬化したオリゴ
マー樹1it(ここでは、しばしば重合した樹脂とも称
する)は典型的には可撓性基体(ここでちまた予備成形
基体としば1)ば称する)の熱膨脹係数(TEC)より
1.33から6倍まで大ぎいrECを有する。
非限定的にアクリレート、エポキシまたはウレタンをベ
ースとする材料を含むが、好ましくはそれらはアクリレ
ートベース材料である。ここに使われるrアクリレート
」はメタクリレートを含む。「可撓性状!lll]は厚
さ0.025履に硬化したオリゴマー樹脂のフィルムが
破損せずに30またはそれ以下の半径に曲げうることを
意味する。
物品の製造方法にも関する。その方法は次の段階を含む
: a)硬質セグメントおよび軟質セグメントを有する一成
分で、溶剤を含まない輻射重合性、交叉結合性有機オリ
ゴマー樹脂組成物を調製し、 b)オリゴマー樹脂原型離型微細構造鋳型表面に対し原
型の空所を充たすのに辛うじて十分な量で堆積させるこ
と、 C)組成物のビーズをケルフェルト特許中に教えられる
ようにそれらの少なくとも一つは可撓性である予め成形
された基体と原型の間に動かすことによって空所を充す
こと、そしてd)堆積した組成物を照射して該基体と重
合したオリゴマー樹脂との複合体を与えること、そして
基体と重合した樹脂との熱膨張係数(TEC)がおよそ
等しくない時は、硬化中の温度は仕上った複合プラスチ
ック物品の典型的使用温度よりも30℃を越えないよう
にt1+1限づること。
的使用温度とは仕上った複合体の通常の使用中に到達す
る安定状態の作業温度を意味する。
ゴマー樹脂組成物は一成分で溶剤を含まず、輻射付加重
合性で、交叉結合する有機オリゴマー系組成物であり、
硬質セグメントおよび軟質セグメントを有しそして樹脂
組成物の約0.1から0.5mM1%にJ3いて光重合
開始剤を有する。硬質セグメントは好ましくはポリウレ
タンでありそして軟質セグメントは好ましくはポリエス
テルである。
たときは約1.000から5.0OOcpsまでである
。その範囲より上では、気泡は閉じ込められ、従って樹
脂は原型の空所を完全には充たされないであろう。その
範囲以下の粘度を得る試みをもしも行ったとすれば、オ
リゴマー樹脂の総合内当m(反応基の数当りの型組)は
、硬化したオリゴマー樹脂が忠実に原型鋳型表面を模写
しない程度まで硬化に際して収縮する程低くなるであろ
う。好ましくは樹脂の粘度は2.000から2゜000
cpsまでである。その好ましい範囲内ならば、オリ
ゴマー樹脂組成物はハンドプレス以上を使用せずに空所
を完全に充たすであろう。しかし、空所が異常に深くお
よび/または狭い場合には、空所を完全に充たすための
失敗よりもいくらかの収縮が望ましいので、粘度を約2
,000cpsjX下に減じることが望ましい。
リゴマー樹脂組成物中に含めることが普通必要である。
合は、反応性モノマーはアルキル アクリレートまたは
マルテンスの特許中に明らかにされるその他の実施例の
ようなエチレン系不飽和上ツマ−が可能である。オリゴ
マーおよび七ツマ−の相対内債は組成物の総体的当番が
硬化に際して受容できない高収縮を生じない程低くしな
いように調節すべきである。
の約20%より少なく、好ましくは約10%より大きく
ないように過剰樹脂を絞り出すために十分な圧力を適用
すべきである。最小の樹脂厚を保つことによって、硬化
中の熱上昇を最少に保つことができる。オリゴマー樹脂
組成物の固がb)段階後も空所を充たすためよりも実質
的に十分すぎるとく例えば空所の深さの20%以上で空
所を覆う)、生じる複合プラスチック物品は忠実にW1
製されない原型鋳型表面を有することになるであろう。
マー樹脂が基体材料よりも典型的に甚だ高価であるため
不経済になるであろう。
でありそして良好な引張り強さであるため段階C)に使
用するための好ましい基体である。
きはそれはオリゴマー組成物のビーズを硬い原型雌型表
面を横切って動くことを許容するのに十分な強さと可撓
性を右する。
複合プラスチック物品に有用な基体には、酢酸セルロー
ス ブチレート、酢酸セル1コースプロピオネート、ポ
リ(エーテル サルホン)、ポリ(メチル メタクリレ
ート)、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ(塩化ビニ
ル)、ガラス、金属、および紙を含む。そのようないず
れの基体の表面もオリゴマー樹脂に対する接着を促進す
るために先づ処理するのがよい。
完了前にオリゴマー樹脂組成物、基体および原型の温度
を上げることがある。硬化したオリゴマー樹脂および複
合プラスチック物品の基体が原型から取り除かれそして
環境温度まで冷却することを許容されるときは、それら
はそれぞれのTECに応じた程度まで収縮する。d)段
階中に温度上昇があり基体と硬化したオリゴマー樹脂の
′[[Cが等しい時は、対称的収縮を生じ、従って複製
忠実性は失なわない。硬化したオリゴマー樹脂と基体の
rECが不同の場合には、冷却のときに複合体の不均斉
収縮が生じる。不均斉収縮は微細構造した鋳型のねじれ
を生じることがありそして貧弱な複製忠実度となる。機
械的応用においては若干のねじれおよび貧弱な忠実度が
許されるけれども、複合プラスチック物品が光学的実用
的不連続体を有する場合は許容度は少ない。
に完全な丁EC合致をtすることは現在はできない。光
学的に有用であるとして知られる基体は、室温より高い
Toおよび約0.1〜1×10−’as+/ s/ ’
C(報告されたもの)または約0゜3−1.5x 10
’mm/z/’C(実験的に決定したもの)のT E
Cを有するガラス状態OJ塑性ポリマーである。可撓性
状態にまで硬化しそして本発明の光学的複合体の製造に
41用であるとlノで知られている輻射重合性オリゴマ
ー樹脂はく重合したときに)室温よりも低い少なくとも
一つのTOおよび約2−3 X 10−一/at/ ”
Cの’r E C(実験的に決定した)を有する。TE
Cは3鰭の幅X9−13#Im長さで0.5mの厚さを
有する材料のストリップ試料を利用するように修正した
ASTM D 696に従って実験的に決定した。
M Aザーモメカニカル アナライザー(Perki
n−Elsier T14八Thermomechan
ical Analyser)を使用した。これは20
から80℃に亘りプログラムに組め得る空気浴中でエキ
ステンション モードで操作した。報告され、および実
験的に決定したTEC値における差は熟練者のよく知る
ところでありそして試料の配向度の変化、試料中の結晶
化度、および機械からの偏差または試料がフィルムから
切り取られる時に生じる横断する機械の方向と関連があ
る。基体と重合した樹脂間のTECの差は工程の温度上
昇を最少にする注意を払わない限り微細構造のゆがみお
よび複合体の光学的性能の低下を引き起こすであろう、
、d)段階における湿度は30℃以上は不可で、好まし
くは10℃を越さず、本発明の完成した光学的に有mな
複合物品の通常使用する温度より上である。殆どの適用
においてこれは硬化中の最大17150℃に相当する。
温度は多数の方法の何れか、例えば熱フィルターを通す
輻射により、硬化樹脂に隣接する空気の冷却により、好
適な熱交換媒体による鋳型の冷却により、鋳型に適用す
る前のオリゴマー樹脂組成物の冷却により、輻射強度の
管理により、および化学線を用いる場合には光学重合開
始剤の量を制限することによって、調節することができ
る。
脂組成物の0.5重量%より多くてはならない。他方、
光重合開始剤の量が樹脂組成物の0.1重石%よりも少
ないときは重合は不経済に遅い速度で進むであろう。化
学輻射が紫外線であるどきは、好ましい光重合開始剤に
は市場で入手できる化合物1−ヒドロキシシクロへキシ
ル アセトフェノン[チバーガイギー(Ciba−Gc
igy)から入手できる固体の[イルガキコア(Irg
acure) J184]、および2−ヒドロキシ−2
−メチルプロピオフェノン[EHIndustrieS
から得られる液体(D rDarocur J 117
3 ]のようなアセトノエノンのyh導体を含む。
成物が完全に硬化されるように選ぶべきである。微細構
造の深さが0.025mmに近い場合には、オリゴマー
樹脂組成物の温度を50℃以下に保ちながら約1秒以内
に硬化を完了することが一般に可能である。微細構造が
さらに大きいときはより長い暴露時間が湿度を低く保つ
ために望ましい、例えば約0.5mの深さに対しては約
10秒を要する。
節する場合はその粘度が上り、そして原型に容易に送り
込むには高くなり1ざることがある。
鋳型表面の温度を下げる場合は、重合した樹脂の接着は
通常増加し原型からきれいに除去されるには高くなり過
ぎ、特に鋳型が金属である場合茗しい。良好な剥離は3
3ダイン/eya以上の表面エネルギーを有する熱可塑
性樹脂原型から得られる。
好ましい原型は熱可塑性樹脂のシートであって、これは
硬化条件に安定でありそしてニッケルめっきをした銅ま
たは真鍮のような金属製原型によって型押しされたもの
である。王のような熱可塑性樹脂原型は比較的安価であ
り1ノかもなお過度に摩滅する前に数千の本発明の複合
プラスチック物品をつくるのに使うことができる。
料からつくられるときは、反応性オリゴマー樹脂は原型
を通して照射される。輻射透明原型を使うことによって
、本発明の複合プラスチック物品用の基体は不透明、例
えば、反射性金属性またはその他の被覆または装飾的捺
印または顔料または染料を含浸させたものでもよい。支
持体は如何なる厚さでもよい。熱可塑性樹脂原型は充分
な体積および可撓性を有することができ、基体を横切っ
てオリゴマー組成物のビーズを動かすことを可能にし、
従って基体は硬くてもよい。
からつくられるときは、基体の双方の表面上に微細構造
を有する複合プラスチック物品をつくることが1可能で
ある。
リゴマー樹脂から良好な剥離となる低−エネルギー表面
を有することができる。原型と硬化したオリゴマー樹脂
との間に表面エネルギーの茗しい差があるときは良好な
剥離が保証され、後者の表面エネルギーは典型的には約
40−41ダイン/1である。ポリプロピレンとポリエ
チレンのそれぞれの表面エネルギーは約30−31ダイ
ン/αであるので、これらは硬化したオリゴマー樹脂の
容易な分離を与える。しかし、ポリプロピレンがコロノ
゛処理をされる場合は、その表面エネルギーは約44ダ
イン/αに増加し、従って鋳型原型に使うには少しく不
適当であるが新規の微細構造を有する複合プラスチック
物品の基体用には良い候補者である。ポリ(塩化ビニル
)および酢酸セルロース ブチレートは、共に約39−
42ダイン/C^の表面エネルギーであり、また硬化し
た微細構造物と良好な結合を与えるが剥離剤なしでは原
型成形表面として使うことはできない。ポリオレフィン
はポリ(塩化ビニル)および酢酸セルロース ブチレー
トよりもさらに透明でありそして紫外線輻射に対して安
定である。
リプロピレンとの積層物であってこれはポリエチ1/ン
の軟化点よりも高くそしてポリプロピレンよりも低い温
度において金属性原型押型と接触するポリエチレン層に
よって型押しされる。
オリゴマー組成物のビーズを可、能にするのに要Jる強
さおよび1す撓性を与え、そしてポリエチレン層は低T
oおよび最初の原型押型の模写を促進する溶融温度を与
える。
王IRF)になるべき線状微1a構造を与えることがで
きる1、好ましいTIRFは約0.1から0.25菓ま
での厚さおよび深さ0.05から002jIIIの微細
構造のポリカーボネート状体を有する。そのようなT
I RFは巻いて直径2から3cまでの光学パイプを狂
いまたは破損なくつくることができる。−表面が線状プ
リズム微細構造を有するポリカーボネートからつくられ
る先行技術T I R+:と比較すると、これは約7.
.5(Jl以下の直径に狂いまたは破損なしに巻くこと
はできない。光学管用の好ましい微m構造物はSPI「
Proceedirias 、 692巻、235頁(
1986>中に記載されている。
物、フレスネル レンズ、およびその他のレンズ状微細
構造物を含む。
5pectra−Physics Inc、 )モデル
117A]の空間フィルタービーム伸張器、および規準
器を有するレーザーを含む装置によって評価することが
できる。二つの隔膜または絞りをレーザーから18およ
び38値のところに置き、そして直径6.35cm開孔
部有する環状試料容器をレーザーから840のところに
据える。試料容器のすぐ背後は容器は一体成形球(IC
11直径間口部がある)および「Labsphere
J M L −400輻射計である。
表面上に約3mg+直径の明るい円形の光を得るために
開口部を通してレーザーの焦点を合わせる。容器中に試
料を入れずに光源強さの100%測定を行なう。次いで
試験すべきT I RFを、その平らな表面をレーザー
に向けそしてその溝筋を垂直に延ばして試料容器上に据
えつける。別に報告しない限りT−試験値は環境温度で
測定する。
かめなから5cm直径区域内のTIRF上の12から1
5までの異なる点において読み取りを行なう。読み取り
値を平均し100を乗じて’r I RF試料のT−試
l!値である%透過率を得る。
全内部反射であることを表わす。
率干渉測定によって検討することができる。干渉計の適
当な調整によって、視界は溝方向に名目上垂直に並んだ
暗および明の交Hに等しい間隔をもった帯(外縁)の多
数を示す。暗い帯間の反復する距離は光源の波長の1/
2に相当する。
う。もしも溝の面が平らでなければ、例えば複製層のね
じれのために、外縁は彎曲しているであろう。干渉写真
から彎曲の量を測定することができそして外縁間の間隔
を比較することができる。彎曲は従って直線からの偏差
の波長の数として(即ち、彎曲値)表現することができ
る。彎曲値は溝の平滑性からの偏差の数に直接相当する
。
TIRF原型10は平らなテーブル12の上に置く。U
■−硬化性樹脂のビーズ16を溝を辛うじて充たすのに
十分な量で溝14の一端18を横切って付着させる。可
撓性で透明なプラスチック フィルム22の一端に沿っ
て締め具2゜を固定し、そしてプラスチック ノイルム
の反対側の端24を樹脂のビーズに置いて溝18の該−
端をわずかに越して延ばす。硬質ゴムローラー26をプ
ラスデック フィルム22の該反対124と接触させそ
してプラスチック フィルムを横切って転がし、このよ
うにして樹脂のビーズ16を前進させて+11114を
充たす。次いでU■−硬化性樹脂をプラスチック フィ
ルム22を通す紫外線照射にさらすことによって硬化さ
せた後、締め具20を持ち上げて、得られた微細構造を
有する複合プラスチック物品を原型10から剥離させ、
このようにして原型の再使用を可能にさせる。
体のU■−硬化性オリゴマ−84脂組成物をつくった: に麦遵 那N−ビニ
ル ごロリドン 16.3 アクリレートをキャップしたポリカプロラクトンオリゴ
マーはマルテンス特許の実施例1−6中に記載するよう
にしてつくったが但し0.75モルのポリカプロラクト
ン トリオール(「N1axJPCP−310>を1.
5モルのジオールに加えて使用し、モして2−ヒドロキ
シエチル アクリレートをメタクリレートの代りに用い
た。
>とボリア1コビレン(1,0m)との積層物であり、
そのボリプUピレンの表面は0.175ass+の深さ
でピークからピークまでが0.35cmmの線状プリズ
ムの全内部反射模様を与えるためにニッケルー鍍金をし
た銅原型押型で型押しした。
樹脂組成物は鋳型表面の一端に沿って注入されそして厚
さ0.25履のポリカーボネートフィルムをかぶせた。
物を絞り出し、約0.025as+の上に横わたるプリ
ズムのピークを後に残す。これを付着したオリゴマー樹
脂組成物の表面から4 ctaで350−380mの中
圧水銀刻下で線状インチ当り200ワツト(線状α当り
82ワツト>(7)7−’)(LJVEXStデルLC
U750UV処理機)により3回通過でポリカーボネー
ト支持体を通して照射し、このようにして約5秒の全露
出を与えたがこれは約200から400IJ/a2の線
量範囲に相当する。
から剥がすと、これは3.5%のT−試験値を有してい
た。これの二小片をロールしそしてそれらを隣接関係で
各側面が4.4i:s+でそしておよそ63αの長さの
直角閉鎖容器中に挿入して光管をつくった。閉鎖容器の
三つの側面をポリ(メチル メタクリレート)樹脂で着
色し、そして第四の側面をポリカーボネート分散フィル
ムとした。
た光源であった。光源を支えるr11鎖容器端から延び
るおよそ9.5(Jの分散フィルムを黒色テープで覆っ
て分散フィルムの残りに沿って行なわれる光強度測定を
可能にした。A表中に報告される露出計の読みを、光源
から35.11:lの距離から始めて分散フィルムの長
さに沿って2.51間隔でとった。試験ポイント11は
光源から60.5υまたは鏡から2.51であった。試
験ポイント9および10における高い値は二つの部品が
試験ポイント9および10の間で相互に向って隣接する
ことに起因する。へ表は当初のデータならびにTIRF
がつくられておよそ30日後に得られるデータを要約す
る。
−、 243 250比較の目
的のために、微細構造を有するプラスチック物品を実施
例1と間様に作り、例外として原形鋳型表面は0.07
5smのオリゴマー樹脂組成物によって覆った。その′
丁−試験値は6.8%であり、従って付着するオリゴマ
ー樹脂組成物を原型鋳型表面の空所を辛うじて充たす看
に制限することの重要性が示される。
マー樹脂組成物を次の反応体を一緒に配合してつくった
。
ゴマー 70.8イソオクチル アクリ
レート 22.91.6−ヘキザンジオール
6.0ジアクリレート このオリゴマー樹脂組成物を実施例1のように使用して
複合TIRFプラスデック物品をつくったが、但しポリ
オレフィン@型は0.088sm+の深さの線状プリズ
ム型模様を有し、ぞしてポリカーボネート基体フィルム
の厚さは0.125mであった。生じた複合TIRFは
3.7%のT−試験値を示した。
びポリオレフィン原型を用いて複合TIRFプラスチッ
ク物品をつくったが、透明基体フィルムは0.25mm
のポリニーデルサルボンであった点を異にした。生じた
複合TIRFは177℃で1時間加熱後悔らねじれの徴
候も示さなかった。比較のために同じように加熱した場
合実施例2の複合1− I RFはねじれた。
面がアルミニウム蒸着被覆を有しこれをUV−硬化性樹
脂に向(」て置いた異に1)だ点を除き実施例2のUv
−硬化性オリゴマー樹脂組成物およびポリスレフイン原
型を使って複合丁I RFプラスデック物品をつくった
。次いでポリオレフィン原型を通して照射して樹脂を硬
化させたn 4した複合TIRFは良好な結合性を6し
そして容易に原型から取り外し得た。
よって透明微細構造物の直ぐうしろに不透明基体を置く
ことができるかを示づ。
811/ 1 、0mm)のポリエチレンの面をニッケ
ルめっきをした銅のIll yspI員から熱望押しし
て0.025順から0.125mまでの範囲の71ノス
ネル型深さを有するf11鋳型表向を用意した。実施例
2のUV−硬化性オリゴマー樹脂組成物およびポリカー
ボネート基体フィルム(0,25m)を使用1ノ、実施
例1の手順にJ:って複合プラスデックフレスネル レ
ンズをつくった。
ポリオレフィン原型を実施例2のようにして使用し複合
’r I RFプラスチック物品をつくり、次いでその
平らな側を基体として使用し同一・樹脂および同一原型
によって第二rlRF表面をつくり、続いて原型を通し
て紫外線照射を行った。生じた複合プラスナック物品は
ポリカーボネートフィルム(0,25m)の両面に等し
い微l構造を有し、そして−表面の線状溝は他の表向の
溝に直角に延伸した。
オリゴマー樹脂組成物をF記反応体を一緒に配合してつ
くった: インオクチル アクリレート 21.6 1−ヒドロキシシクロへキシル アセトフェノン 0.25 実施例1の原型および手順を使用して、2.7%のT−
試験値を有Jる複合T I RFプラスデック物品をつ
くった。
マー樹脂組成物をつ(つた: 4826] (i PhotoIlerJ 41 27 )2−ヒ
ドロキシ−2−メチル 0.5プロピオフエ
ノン 実施例1の原型と同一の寸法を有する金属原型を使用し
、基体は0.0175]Mの二軸延伸ポリ(1ヂレン
テトラフタレート)フィルムであり、そしてオリゴマー
組成物は原型ではなく基体を通して照射した点を除きこ
のオリゴマー樹脂組成物を実施fIi41のように使用
して複合TIRFプラスチック物品をつくった。硬化は
400 mJ/α2UVJ射憬ににって達成しそして過
剰樹脂(望の深さの%として)は13表中に示されるよ
うであった。硬化中の温度の効宋は硬化していない丁I
RFサンドウィッチを0.64ca厚さの7ル察した。
が出るときに6監察した。完全な基体を有する生じた微
m構造を有する複合T I RFプラスデック物品を原
型鋳型表面から剥ぎとりそして複製精度をT−試験値お
よび干渉測定外縁彎曲試験によって決定しその結果は下
表中「彎曲値]と称した。
て240および480時間後にT−試験および干渉測定
試験を「彎曲(aJに対して繰り返した。これらの試験
結果はC表中に報告される。
0.122.13 0.10 2
.43 0.082.99 0.86
3.59 0.832.52
1.04 3.41 1,054
.88 1.52 6.31
1.754.85 1.50 6.
36 1.83Bおよび0表のデータは高温度
で硬化されたTIRF物品は高いT−試験値J3よび高
い彎曲値を示し、劣った複写中大度の表示である。
ボマー樹脂組成物をつくった: 末奥例 反応体 部 (r PhotoierJ 6019 )実施例8−
13の手順に従って微1814造を有Jる複合−rIR
Fプラスチック物品をつくりこれを0表中に報告Jるよ
うに忠実性試験に供した。
モしてT−試験値および干渉測定試験を240および4
80時間の硬化後に繰り返した。
1.032.77 1.01 3
.74 Q、93.91 2.35
5.05 1.763.77 1.9
9 5.18 1.555.99
2.59 7.05 2.22
547 2.66 7.10
3.21D表および1表中のデータを8およびC表中
のデータと比較すると約14%から約130%まで過剰
樹脂範囲にわたって、高温度にお番ブるオリゴマー樹脂
組成−の硬化は劣った複製中実性を生じることを明らか
に16゜実質的に20%以上の過剰樹脂でつくった実施
例14−19の試料に対するT−試験値および彎曲値は
、苔しく少ない過剰樹脂でつくった実施例8−13の試
料に対する値よりもより高いことに注目1べきである。
F試料を別個にT−試験装置中にのせ、そしてフィルム
が交互に約90℃に熱せられそして冷却されるときのそ
れぞれのT−値を測定した。
手できるスコッチ オプチカル ライニングフィルム製
品#2300)を同一条件下で評価した。結果は1表中
に報告される。
冷nIT−試験値 T−試験1aT−試験値 r−試験
+i1 T−試験値市販品TIRF 0.98 1.26 1.00 1.00 1表中のデータは実施例8.10I3よび12のTIR
F物品はフィルムが加熱されると]゛−試験値の減少を
経験し、これはフィルムの温度が反応性オリゴマー樹脂
組成物が硬化する温度に接近したときのフィルム中の応
力緩和のしるしであることを示す。この作用は加熱され
たときにより^いT−試験値を示す市場で入手できるT
IRF物品と対照的に対抗する。
を一緒に配合してつくった。
に溝を配置しである0、178m深さのTURF模様を
有していた。円筒が回転するとポリカーボネート基体は
TIRFI型上におよそ0.25履の過剰樹脂を残すの
に充分な圧力下で硬vX:′fムローラーによって加圧
した。円筒の回転は末に化の複合体を運んで中圧紫外線
ランプの列を通り、未硬化オリゴマー樹脂組成物を40
0600 mJ/ ex”の紫外線照射量にさらして連
続的TIRF物品をつくる。円筒状金属Iji型の温度
は循環熱交換油によって硬化温度を制御するために種々
の温度で調節する。種々の温度において硬化したTIR
F物品に対する1−一試験値は0表中に報告される。
3、 055
2、 5 40 2、 1この実施例は連
続手順による低硬化温度はバツチ法において観a!され
たものと同様に複製中支度を改良することを立証づる。
cIMの長さでそしで異なる直径のチューブをつくり、
そしてチューブの光移送を決定した。
だ: a) T−試験値に対する手駒において上に記載した
一体化環状/ラジオメーター装置 (1ntearatinq 5phere/ radi
oscterapparatus )によって光源強さ
を決定りる((Flシ試料チ」−ブを入れない開口部は
約91であった点は除く)、 b)チューブの一端に光源をそしてチューブの反対の端
に一体環状/シジオメーター装置を取付けた硬質アクリ
ルチューブ内に試料チューブを置く、 C)チューブを通って移送される光の強さを決定する。
ら入手できるアクリル ベースのTIRF物品から加工
した試料チューブ(実施例20を参照)もまた比較の目
的でこの試験において評価した。実施例21の丁IRF
物品に対するデータならびに市場から入手できるTIR
F物品に対するデータは1」表中に報告される。
ベースのT I RF物品は優れた光学的性質を有する
、しかし驚くことに4.8cIMの直径において実施例
21のTIRFは優れた光学的性質を有することである
。
型模様を有したこと、および基体として二輪延伸ポリ(
エチレンテトラフタレート)フィルム基体〈厚さ0.1
78mm)を使用したことを除き、[1ベクリルJ 4
826、液体ポリエーテル ウレタン アクリレート
オリゴマー組成物を実施例1のように用いて複合TIR
F物品をつくった。未硬化複合体を300 kvにおい
て3メガラツドの輻射にさらして電子ビーム装置(エネ
ルギー サイエンス社)からの電子ビーム輻射によって
オリゴマー樹脂組成物を硬化させた。生じた複合プラス
チック物品を原型から取り出した後に、その1−試験値
が3.9%であったことを測定した。
ー樹脂組成物をつくった: 実施例21の手順を使用しポリカーボネート基体(実験
的に決定(・た1 、 1 X 10’m/IIl#+
/”Cの1’ E Cを有する、実施例24)およびポ
リ(エヂレンーデレフタレート>CPET)!!体上(
実験的に決定した0 、 4 X 10−’txm/
M/ ”CのT E Cを有Jる、実施@25)上に複
合TIRF物品をつくった。熱交換液体の温度はT I
RF物品のW製を通して65でに保った。その結果生
じたT I RF物品の光学制能を次いで実施例20中
に前に2戟したように温度の関数として評価し、そして
二つの物品に対する丁−試験値を第1表中に報告した。
1.35 3.554.45 1.
75 4.55 1.60 4.5
5第1表中のデータは硬化したオリゴマー樹脂組成物と
ポリカーボネート基体とのTFC間に僅かな差のある実
施例24のTIRF物品は実施例25のTURF物品よ
りも環境条件および高温度の双方において低いT−試験
をイjしたことを表わす。
と硬化したオリゴマー樹脂組成物間のTESが最小化さ
れるならば改良できることを示す。また二つの試料に対
するT−試験値間の差が環境温度におけるものよりも高
温度において小さかったときは、双方の試料は同様の圧
迫されない形状に、従って高温度において同様の光学的
性質に近づきつつあることさらに示すことに注意すべき
である。
チック物品を製造する方法を等方図式で説明する甲−図
面であって、図中の数字は次のものを表わす: 10:TIRF原型、12:平らな卓、14:溝、16
:樹脂のビーズ、18:溝の縁、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)実用的微細構造を有し、その微細構造が少なくと
も0.025mmの深さである複合プラスチック物品を
製造する方法において、該方法が:a)硬質セグメント
および軟質セグメントを有する一成分で、溶剤を含まな
い輻射重合性、交叉結合性有機オリゴマー樹脂組成物を
調製し、 b)そのオリゴマー樹脂組成物を原型離型微細構造鋳型
表面に対し原型の空所を充たすのに辛うじて十分な量で
堆積させ、 c)少なくともその一つが可撓性である予め形をつくっ
た基体と原型との間にオリゴマー樹脂組成物のビーズ(
bead)を動かして空所を充たし、 d)該基体および重合したオリゴマー樹脂の複合体を与
えるために、堆積した組成物を照射し、そして基体と重
合した樹脂との熱膨脹係数がおよそ等しくない場合には
硬化中の温度を仕上った複合プラスチック物品の典型的
使用温度よりも30℃は高くならないように制限する、 の段階を含む方法。 (2)段階a)における樹脂組成物の粘度が1,000
から5,000cps.までである請求第(1)項の方
法。 (3)段階d)における硬化が化学線によるものであり
、そして樹脂組成物中に光重合開始剤が含まれる請求第
(1)項の方法。 (4)光重合開始剤の量が樹脂組成物の0.1から0.
5重量%までである請求第(3)項の方法。 (5)段階d)における硬化が電子ビーム照射によるも
のである請求第(1)項の方法。 (6)段階c)において堆積したオリゴマー樹脂組成物
が該空所の上に空所の高さの20%以上は突き出ないよ
うに圧力が適用される請求第(1)項の方法。 (7)オリゴマー樹脂の温度が段階d)中に50℃以上
に上ることが許されない請求第(6)項の方法。 (8)基体が強靭で可撓性のポリカーボネートフィルム
である請求第(1)項の方法。 (9)該実用的微細構造が該重合したオリゴマー樹脂の
表面中に光学的に実用的な不連続体を含む請求第(1)
項の方法。 (10)硬化中の温度が仕上った複合プラスチック物品
の典型的使用温度よりも10℃以上高くはない請求第(
9)項の方法。 (11)微細構造が複合プラスチック物品を全内部反射
フィルムとする請求第(9)項の方法。 (12)強靭で、可撓性の基体を含み、それの一面が実
用的不連続体の微細構造を有し、その微細構造は少なく
とも0.025mmの深さを有し、そして硬質セグメン
トと軟質セグメントとを有する硬化したオリゴマー樹脂
を含み、硬化した樹脂は複合体の微細構造部分に実質的
に制限される複合プラスチック物品。 (13)硬化した樹脂の全体の深さが微細構造の深さよ
りも20%以上深くない請求第(12)項の複合プラス
チック物品。 (14)基体が強靭で、可撓性で、透明な熱可撓性樹脂
フィルムを含む請求第(12)項の複合プラスチック物
品。 (15)その基体が可撓性ポリカーボネートフィルムで
ある請求第(14)項の複合プラスチック物品。 (16)該微細構造が複合プラスチック物品を全内部反
射フィルムにする請求第(14)項の複合プラスチック
物品。 (17)7.5cmよりも小さい直径を有する軽いパイ
プに形成される請求第(16)項の複合プラスチック物
品。 (18)該実用的不連続体が光学的に実用的不連続体を
含む請求第(12)項の複合プラスチック物品。 (19)該可撓性基体の各表面が該実用的不連続体の微
細構造を有する請求第(12)項の複合プラスチック物
品。 (20)硬化性樹脂組成物によつて複製されるべき不連
続体の雌鋳型表面を有し、該表面は硬化した樹脂が雌鋳
型表面からの剥離を可能にするために33ダイン/cm
よりも大きくない表面エネルギーを有する熱可塑性樹脂
で与えられる原型工具。 (21)該熱可塑性樹脂がポリオレフィンである請求第
(20)項の原型工具。 (22)該熱可塑性樹脂がポリプロレピレンおよびポリ
エチレンの複合体を含み、後者が成形表面にある請求第
(21)項の原型工具。 (23)不連続体の該雌鋳型表面が該硬化性樹脂組成物
による複製に際して光学的実用的不連続体を与えるよう
に適応される請求第(20)項の原型工具。 (24)実験的に決定した該重合した樹脂の熱膨脹係数
が該予め形つくられた基体の実験的に決定した熱膨賑係
数の1.33から6倍までの範囲である請求第(1)項
の方法。 (25)該予め形つくられる基体が0.3×10^−^
4mm/mm/℃から1.5×10^−^4mm/mm
/℃までの範囲の実験的に決定した熱膨脹係数を有しそ
して該重合した樹脂が2×10^−^4mm/mm/℃
から3×10^−^4mm/mm/℃までの範囲の実験
的に決定した熱膨脹係数を有する請求第(24)項の方
法。 (26)該予め形つくられた基体が室温より上のTgを
有しそして該重合した樹脂が室温以下で少なくとも一つ
のTgを有する請求第(25)項の方法。 (21)該硬化したオリゴマー樹脂が該可撓性基体の実
験的に決定した熱膨脹係数の1.33から6倍まで大き
い実験的に決定した熱膨脹係数を有する請求第(12)
項の複合プラスチック物品。 (28)該硬化したオリゴマー樹脂の実験的に決定した
熱膨脹係数が0.3×10^−^4mm/mm/℃から
1.5×10^−^4mm/mm/℃までの範囲であり
そして該硬化したオリゴマー樹脂が2×10^−^4m
m/mm/℃から3×10^−^4mm/mm/℃まで
の範囲の実験的に決定した熱膨脹係数を有する請求第(
27)項の複合物品。 (29)該硬化したオリゴマー樹脂が室温以下で少なく
とも一つのTgを有しそして該可撓性基体が室温以上の
Tgを有する請求第(28)項の複合物品。
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