KR101382442B1 - Thermoplastic resin composition for being pattern-formed by mold and patterned products - Google Patents
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Abstract
열임프린트 시에 우수한 임프린트성 및 전사성을 구비하는 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물 및 그 수지 조성물을 사용하여 열임프린트를 하여 각종 패턴을 전사한 수지 성형체 또는 투명수지 성형체를 제공하는 것이다.A thermoplastic resin composition for a piecetamper member having excellent imprintability and transferability during thermal imprinting, and a resin molded body or a transparent resin molded body obtained by thermal imprinting using the resin composition and transferring various patterns.
피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 중량평균 분자량이 60∼180만이고 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.5∼5의 고분자량 열가소성 수지(A)와, 중량평균 분자량이 1∼20만이고 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.1∼5의 저분자량 열가소성 수지(B)를 함유하고, GPC법에 의한 그 수지조성물의 분자량 분포도에는, [수지(A)의 분자량 분포 피크량] : [수지(B)의 분자량 분포 피크량] = 7∼9 : 3∼1을 이루고 있다. The thermoplastic resin composition for a piece of tamper member has a high molecular weight thermoplastic resin (A) having a weight average molecular weight of 60 to 1.8 million and a molecular weight distribution coefficient (Mk / Mn) = 1.5 to 5, and a weight average molecular weight of 1 to 200,000. A molecular weight distribution diagram of the resin composition containing a low molecular weight thermoplastic resin (B) having a distribution coefficient (MV / Mn) of 1.1 to 5, which is represented by [JPC method], is [the molecular weight distribution peak amount of the resin (A)]: [Resin ( A peak molecular weight distribution peak of B)] = 7 to 9: 3 to 1 is achieved.
Description
본 발명은, 피스탬퍼 부재(被stamper 部材)에 사용하는 열가소성 수지 조성물(熱可塑性 樹脂 組成物)에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 열 나노임프린트 성형(熱 Nano-Imprint 成形)이나 사출 압축 성형(射出 壓縮 成形) 등의 열 압착 전사 프로세스(熱 壓着 轉寫 process)에서, 각종 패턴(pattern)의 미세구조(微細構造)를 전사시키는 데에 있어서, 우수한 임프린트성 및 전사성을 구비하는 피스탬퍼 부재용의 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
또한 본 발명은, 이러한 특징을 구비하는 열가소성 수지 조성물을 피스탬퍼 부재로 사용하여 각종 패턴의 미세구조를 전사시켜 이루어지며 각종 산업분야에 있어서 기능성 부품으로서 유용한 수지 성형체에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 이러한 특징을 발휘하는 열가소성 수지 조성물 중에서 특히 광투명성(光透明性)이 우수하고, 각종 광학부품(光學部品)(또는 광학소자)으로서 유용한 미세구조가 전사되어 이루어지는 투명수지 성형체에도 관한 것이다.The present invention also relates to a resin molded article obtained by transferring a microstructure of various patterns using a thermoplastic resin composition having such characteristics as a piece tamper member and useful as a functional part in various industrial fields. In addition, the present invention also provides a transparent resin molded article which is particularly excellent in optical transparency among thermoplastic resin compositions exhibiting such characteristics, and in which a microstructure useful as various optical parts (or optical elements) is transferred. It is about.
최근에, 광전자 디바이스(optoelectro device), 광학 디바이스, 반도체 디바이스, 디스플레이 디바이스, 광기록 매체 등의 디바이스 부재 표면에 실시되는 미세구조는, 한층 더 미세화 및/또는 치밀화 되는 경향이 있다. 그러한 기술영역에 있는 각종 선단재료(先端材料)로서, 예를 들면 초미세구조를 구비하는 반도체 디바이스, 반도체 레이저, 발광 다이오드, 수광소자(受光素子), 광커넥터(光connector), 광스위치(光 switch), 회절격자 광필터(回折格子光filter), 파장 광변환소자(波長光變換素子), 광도파로형 파장필터(光導波路型波長filter), 휴대PC용 광배선(光配線)으로서의 광도파로, 파장분리 다중통신 방식(波長分離 多重通信 方式)의 증폭기(增幅器)에 사용되는 이득등화 필터(利得等化 filter) 등의 광학 디바이스나 광전자 디바이스(또는 비선형 광전자 소자(非線型 光電子 素子)) 등을 들 수 있다.In recent years, the microstructures applied to the surface of device members such as optoelectro devices, optical devices, semiconductor devices, display devices, and optical recording media tend to be further miniaturized and / or densified. As various tip materials in such a technical area, for example, a semiconductor device having an ultra-fine structure, a semiconductor laser, a light emitting diode, a light receiving element, an optical connector, and an optical switch switches, diffraction grating optical filters, wavelength optical conversion elements, optical waveguide wavelength filters, optical waveguides as optical wiring for portable PCs , Optical or optoelectronic devices (or nonlinear optoelectronic devices), such as gain equalization filters used in amplifiers of wavelength-separated multiple communication systems. Etc. can be mentioned.
또한 음악이나 영상의 기록매체로서 널리 활용되고 있는 CD, DVD 등의 광디스크용 픽업 렌즈(pick up lens)에 있어서도, 차세대 기록매체인 디스크에 새겨지는 서브 미크론(sub micron) 단위의 비트 정보(bit情報)를 레이저 광으로 읽어내는 광 픽업 광학기구에 있어서 중요한 역할을 하는 구조부재(構造部材)로서 플라스틱 비구면 대물렌즈(非球面對物lens) 등도 같은 기술영역에 있는 선단재료라고 할 수 가 있다. 또한 CD, DVD 등의 광기록매체는 표면에 미세구조가 전사된 광투명성 수지 성형체로서, 종래부터 가시광선 영역(420∼750μm)에 있어서의 광투과율이 90% 이상의 광투명성이 우수한 PMMA, PC 및 PS폴리머 수지 등이 사용되고 있다. 그리고 그들 미디어는 고밀도화가 요구되어, 그 정보신호를 읽어내는 광 픽업 렌즈도 보다 고세밀화가 요구되고 있다. 또한 광기록매체의 열가소성 수지로서는, PMMA 수지로부터 환상 폴리올레핀 수지(環狀 polyolefine 樹脂)로의 전환도 검토되고 있다.In addition, even in a pick-up lens for an optical disc such as a CD or a DVD, which is widely used as a recording medium for music or video, bit information in sub-micron units to be imprinted on a disc, which is a next-generation recording medium. ), Plastic aspherical objective lenses, etc., which play an important role in optical pick-up optical devices for reading laser beams, can also be said to be leading materials in the same technical field. In addition, optical recording media such as CD and DVD are optically transparent resin molded articles having microstructures transferred onto their surfaces. PS polymer resin etc. are used. In addition, these media are required to have higher density, and optical pickup lenses for reading the information signals are also required to be more highly detailed. Moreover, as a thermoplastic resin of an optical recording medium, conversion from PMA resin to cyclic polyolefin resin is also considered.
이러한 각종 디바이스 부재 표면에 서브 미크론 단위 내지는 나노 단위의 미세구조를 형성시키기 위해서, LSI 등의 반도체 디바이스의 제조기술로서 개발되어 온 포토리소그래피(photolithography) 미세화 기술이 그 기반기술(基盤技術)로서 막대한 공헌을 하여 왔다. 그 디바이스 부재의 표면에 실시하는 요철모양 미세구조의 라인과 스페이스(line&space), 도트(dot), 홀(hole) 등의 각종 패턴은, 보다 미세하게 형성하는 것이 요구되고 있다.In order to form microstructures of sub-micron units or nano units on the surface of various device members, photolithography miniaturization technology, which has been developed as a manufacturing technology for semiconductor devices such as LSI, contributes enormously as a base technology. Has been. Various patterns such as lines, spaces, dots, and holes of the uneven microstructures formed on the surface of the device member are required to be formed more finely.
여기에서 이러한 미세한 첨단기술 영역에 대처하기 위하여, 기반기술로서의 리소그래피 전사를 대체하여 열 나노임프린트(熱 Nano-Imprint) 전사법이 기대되고 있다. 이 열 나노임프린트 전사법에서는, 초미세구조가 실시되고 있는 스탬퍼재(stamper材)(또는 몰드(mold))에, 열용융(熱溶融) 하에서 피스탬퍼 부재인 열가소성 수지를 고속 사출(高速 射出)시키거나 또는 가압 또는 압인(押印)시켜서, 피스탬퍼 부재 표면에 초미세구조를 전사하는 것이다.In order to cope with such a fine high technology area, a thermal nano-imprint transfer method is expected to replace lithography transfer as a base technology. In this thermal nanoimprint transfer method, a thermoplastic resin, which is a piece stamper member, is subjected to high-speed injection into a stamper material (or a mold) in which an ultrafine structure is applied under thermal melting. Or by pressing or stamping to transfer the ultrafine structure to the surface of the piece tamper member.
또한 이 나노임프린트 전사는, 종래부터 광디스크 제작 등에서는 잘 알려져 있는 핫 엠보스(hot emboss) 전사기술을 발전시켜서, 특히 중요한 전사 해상도를 현저하게 높힌 전사 기술이라고 말해지고 있다. 즉 종래부터의 핫 엠보스 프로세스에서는, 예를 들면 폴리 카본 기판(poly carbon 基板)을 그 유리전이온도(glass 轉移溫度)보다 높은 온도로 가열하여 니켈 몰드(nickel mold)에 의하여 프레스(press) 하여 기판에 0.5μm 정도의 패턴을 전사할 수 있다. 한편 나노임프린트는, 몰드의 요철만 작게 하면, 그 해상도는 100nm 이하, 특히 수 10nm 이하의 초미세 패턴 전사를 가능하게 한다. 따라서 나노임프린트 기술의 도입은, 전사 해상도를 현저하게 비약시키는 차세대 전사기술로서 기대되고 있다고도 할 수 있다.In addition, this nanoimprint transfer is said to be a transfer technique that has developed a hot emboss transfer technique, which is conventionally well known in optical disc production and the like, and has significantly increased the transfer resolution. That is, in the conventional hot embossing process, for example, a poly carbon substrate is heated to a temperature higher than the glass transition temperature and pressed by a nickel mold. A pattern of about 0.5 μm can be transferred to the substrate. On the other hand, if the irregularities of the mold are made small, the nanoimprint enables the ultra fine pattern transfer of 100 nm or less, especially several 10 nm or less. Therefore, it can be said that the introduction of nanoimprint technology is expected as a next-generation transcription technology that significantly reduces the transfer resolution.
이렇게 기대되는 나노임프린트 전사에 있어서, 스탬퍼재(또는 금형(金型))의 미세구조를 정밀도가 뛰어나게 피스탬퍼재에 전사시키는 것 및 스탬퍼재로부터 피스탬퍼 부재가 용이하게 이형(離型)되는 것이 중요한 기술요소가 된다. 스탬퍼재로서는, SiC, 석영, GaAs 및 Si(반도체), Ta(DVD, CD용 픽업 렌즈의 미소(微小) 플라스틱 광학부품의 가공용 금형)가 사용되고 있다. 또한 휴대전화, PDA 등의 디스플레이 디바이스 반사방지체용(反射防止體用)의 금형 등에 있어서는, 기판재료에 0.1μm 이하의 미세 패턴을 실시한 나노임프린트용 극미세 몰드(미세금형) 등이 사용되고 있다.In the expected nanoimprint transfer, the microstructure of the stamper (or mold) is transferred to the piecetamper material with high precision, and the piecetamper member is easily released from the stamper material. It is an important technical factor. As the stamper material, SiC, quartz, silicon and Si (semiconductor), and TA (a mold for processing micro plastic optical parts of a pickup lens for CD, CD) are used. In addition, in molds for display device antireflective materials such as mobile phones and PDAs, microimprint molds (fine metal molds) for nanoimprints having a fine pattern of 0.1 μm or less on substrate materials are used.
나노임프린트 전사법에 있어서의 피스탬퍼 부재로서, [특허문헌1]에는 각종 유기 폴리머 부재(有機 polymer 部材)가 기재되어 있다. 또한 [특허문헌1]에는, 불소화 폴리이미드(弗素化 polyimide), 폴리실란(polysilane), 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethylmethacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 등의 유기 폴리머를 피스탬퍼 부재로 하는 광도파로의 분기부(分岐部)에, 핫 엠보스법에 의하여 미세가공을 실시한 그레이팅부(grating部)를 형성시킨 광도파로형 WDM합파기(合波器)가 제안되어 있다.As a piece tamper member in the nanoimprint transfer method, [Patent Document 1] describes various organic polymer members. [Patent Document 1] also discloses an optical waveguide comprising an organic polymer such as fluorinated polyimide, polysilane, polymethylmethacrylate, polycarbonate, etc. as a piece of tamper member. There has been proposed an optical waveguide-type WMD combiner in which a grating portion, which has been micro-machined by a hot embossing method, is formed in a branching portion.
또한 [특허문헌2]에는, 열가소성 수지로 이루어지는 두께 1∼5mm의 소재판(피스탬퍼 부재)에, 열간 프레스(熱間 press) 하여 소재판의 전사면에 깊이가 0.5∼500μm의 다수의 홈을 배열시키고, 그 홈의 배열 피치가 그 홈 깊이의 1.5배 이상인 미세구조 수지판이 제안되어 있다. 그 미세구조를 전사시키는 프레스 방법으로서, 150∼180도, 프레스압 40∼60Kg/cm2의 열 프레스 방법이 기재되어 있다. 또한 열 프레스법에 의하여 미세구조가 전사된 수지판으로서, 광투과성이 양호하고 광확산재(光擴散材)의 배합이 용이한 폴리메틸메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트-스티렌, 폴리카보네이트, 폴리스티렌(polystyrene) 등의 광투명성 열가소성 수지가 기재되어 있다.Further, in [Patent Document 2], a plurality of grooves having a depth of 0.5 to 500 µm are formed by hot pressing on a material sheet (piece tamper member) having a thickness of 1 to 5 mm made of a thermoplastic resin. A microstructured resin plate has been proposed in which the alignment pitch of the grooves is 1.5 times or more of the groove depth. As a press method for transferring the microstructure, a hot press method of 150 to 180 degrees and a press pressure of 40 to 60 mg / cm 2 is described. In addition, the resin plate to which the microstructure has been transferred by the heat press method, which has good light transmittance and is easy to mix light diffusing materials, polymethyl methacrylate, methyl methacrylate-styrene, polycarbonate, polystyrene Phototransparent thermoplastic resins, such as (polystyrene), are described.
또한 [특허문헌3]에는, 스탬퍼에 실시된 미세 패턴을 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 아크릴 수지 등의 두께 100∼200μm의 열가소성 수지 기판에 전사시킨 미세구조체의 제조방법이 기재되어 있다.[Patent Document 3] also describes a method for producing a microstructure in which a fine pattern applied to a stamper is transferred onto a thermoplastic resin substrate having a thickness of 100 to 200 µm such as polycarbonate, polystyrene, and acrylic resin.
[특허문헌1] 일본국 공개특허공보 특개2005-331582호 공보[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-331582
[특허문헌2] 일본국 공개특허공보 특개2001-353777호 공보[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-353777
[특허문헌3] 일본국 공개특허공보 특개2003-094445호 공보[Patent Document 3] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-094445
무기/유기의 공업부재에 요구되는 기술과제는 점점 고기능화, 다기능화의 방향에 있다. CD, DVD 등의 광기록매체나 발광 다이오드, 수광소자, 광커넥터, 광스위치, 회절격자 광필터, 파장 광변환소자, 광도파로형 파장필터 등의 광학소자 및 광전자소자는, 그 표면에 도트, 라인 및 스페이스 등의 각종 패턴의 초미세구조를 형성하여, 각종 기능을 구비하는 구조부재로서 널리 이용되고 있다.The technical challenges required for industrial members of inorganic and organic are increasingly in the direction of high performance and multifunction. Optical recording devices such as CDs and DVDs, light emitting diodes, light receiving devices, optical connectors, optical switches, diffraction grating optical filters, wavelength optical conversion devices, optical waveguide wavelength filters and other optical devices and optoelectronic devices may have dots, It is widely used as a structural member having various functions by forming ultrafine structures of various patterns such as lines and spaces.
이러한 나노테크 구조부재에 실시되는 도트, 라인 및 스페이스 등으로 이루어지는 각종 패턴의 사이즈는, 그 구조부재로서 요구되는 기능에도 의하지만 보통 600nm 이하이며, 나노 사이즈 영역이 요구되는 경우에는 10nm∼수 100nm이다. 따라서 초미세 사이즈 영역의 열 나노임프린트에 사용하는 피스탬퍼 부재는, 전사 결함을 발생시키지 않고 정밀도가 높게 효과적으로 전사할 수 있는 것이 요구된다.The size of various patterns composed of dots, lines, and spaces applied to such nanotech structural members is usually 600 nm or less, depending on the function required as the structural member, and is 10 nm to 100 nm when a nano size region is required. . Therefore, the piecetamper member used for thermal nanoimprint in the ultrafine size region is required to be able to efficiently transfer with high precision without generating a transfer defect.
본 발명의 목적은, 각종 패턴의 미세구조를 전사할 때에, 우수한 임프린트성 및 전사성을 구비하는 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은, 이러한 특징을 구비하는 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 피스탬퍼 부재로 사용하여, 각종 패턴의 미세구조를 전사한 수지 성형체를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은, 특히 광투명성이 우수한 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물에, 각종 패턴의 미세구조를 전사하여 각종의 광학특성 및/또는 각종 광전자특성이 우수한 투명수지 성형체를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a thermoplastic resin composition for a piece tamper member having excellent imprintability and transferability when transferring a microstructure of various patterns. Moreover, the objective of this invention is providing the resin molded object which transferred the microstructure of various patterns using the thermoplastic resin composition for piece tamper members which has such a characteristic as a piece tamper member. In addition, an object of the present invention is to provide a transparent resin molded article excellent in various optical properties and / or various optoelectronic properties by transferring a fine structure of various patterns, particularly to a thermoplastic resin composition for a piece tamper member having excellent light transparency.
피스탬퍼 부재용 열가소성 수지는, 열압착 전사시에 우수한 유연성(流延性)을 구비하고, 열임프린트 후에 스탬퍼재로부터 원활하게 이형(離型) 또는 박리(剝離)되어, 미세구조의 패턴이 명확하고 정밀도가 높고 안정하게 형성되는 「임프린트성」이 요구된다. 또한 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지는, 전사되는 미세구조의 각종 패턴에 대하여, 2차원 방향(전사면의 면방향)에 있어서 전사가 편재(偏在)하지 않고, 3차원 방향(깊이 또는 높이방향)에 있어서 전사 결함을 발생시키지 않는 「전사성」이 요구된다. 이러한 편재나 결함 등을 방지하기 위해서, 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지는 열압착 전사시에 충분한 유연성(또는 유동성(流動性))을 구비하는 것이 바람직하다. 또한 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지는, 스탬퍼재로부터의 이형 또는 박리를 위하여 스탬퍼재에 대하여 낮은 열융착성인 것이 바람직하다.The thermoplastic resin for piece-tamper member has excellent flexibility in thermocompression transfer, and after thermal imprinting, it is smoothly released or peeled off from the stamper material, and the pattern of the microstructure is clear. "Imprintability" which is formed with high precision and is stable is calculated | required. In addition, in the thermoplastic resin for piece tamper member, transfer is not unevenly distributed in the two-dimensional direction (the plane direction of the transfer surface) with respect to various patterns of the microstructure to be transferred, and in the three-dimensional direction (depth or height direction). "Transferability" which does not generate a transfer defect is calculated | required. In order to prevent such ubiquitous, defect, etc., it is preferable that the thermoplastic resin for piecetamper members has sufficient flexibility (or fluidity | liquidity) at the time of thermocompression transfer. Moreover, it is preferable that the thermoplastic resin for a piece stamper member is low heat fusion property with respect to a stamper material for the release or peeling from a stamper material.
여기에서, 본 발명자는 상기 과제를 예의 검토한 결과, 소정의 고분자량체(高分子量體)의 열가소성 수지성분(A)과 소정의 저분자량체(低分子量體)의 열가소성 수지성분(B)를 함유하는 열가소성 수지 조성물이, 「임프린트성」 및 「전사성」에 우수하다는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.Here, as a result of earnestly examining the said subject, this inventor contains the thermoplastic resin component (A) of a predetermined | prescribed high molecular weight body, and the thermoplastic resin component (B) of a predetermined | prescribed low molecular weight body. The thermoplastic resin composition was found to be excellent in "imprintability" and "transferability", and came to complete this invention.
<본 발명이 제공하는 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물><Thermoplastic Resin Composition for Piece Tamper Member Provided by the Present Invention>
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 스탬퍼재에 실시되어 있는 패턴에 대하여, 열유동 상태 하에 한결같은 열압착성이 발휘될 수 있다. 또한 임프린트 후에는 스탬퍼재에 실시되어 있는 미세구조 패턴으로부터 원활하게 이형 또는 박리되는 양호한 「임프린트성」이 발휘될 수 있다. 또한 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 전사면에 있어서 2차원 방향의 전사 편재 및 3차원 방향의 전사 결함을 발생시키지 않는 우수한 「전사성」이 발휘될 수 있다.The thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention can exhibit uniform thermocompression property under a heat flow state with respect to a pattern applied to a stamper material. Furthermore, after imprinting, good "imprintability" can be exerted smoothly from the microstructure pattern applied to the stamper material. Moreover, the thermoplastic resin composition for a piece tamper member of this invention can exhibit the outstanding "transcription property" which does not produce the transfer unevenness of a two-dimensional direction and the transfer defect of a three-dimensional direction in a transfer surface.
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, GPC법에 의한 중량평균 분자량(Mw)이 60∼180만(萬)의 범위에 있고 또한 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.5∼5의 범위에 있는 고분자량 열가소성 수지성분(A)과, 중량평균 분자량(Mw)이 1∼20만의 범위에 있고 또한 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.1∼5의 범위에 있는 저분자량 열가소성 수지성분(B)을 함유하는 것을 특징으로 한다.The thermoplastic resin composition for piece tamper members of the present invention has a weight average molecular weight (MV) by the PPC method in the range of 60 to 1.8 million (MW), and a molecular weight distribution coefficient (MV / Mn) = 1.5 to 5 in the range. Low molecular weight thermoplastic resin component (B) having a high molecular weight thermoplastic resin component (A) and a weight average molecular weight (MV) in the range of 1 to 200,000 and a molecular weight distribution coefficient (MV / Mn) = 1.1 to 5 It is characterized by containing.
또한 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물에 있어서 GPC법에 의한 중량기준으로 도면에 나타내는 분자량 분포도는, 고분자량 열가소성 수지성분(A) 및 저분자량 열가소성 수지성분(B)이 각각 별도의 피크를 나타내고, [상기 열가소성 수지(A)의 분자량 분포 피크량] : [상기 열가소성 수지(B)의 분자량 분포 피크량] = 7∼9 : 3∼1의 특징적인 양비(量比) 패턴(일례로서 [도1])을 나타낸다.In the thermoplastic resin composition for a piece of tamper member of the present invention, the molecular weight distribution diagram shown in the drawings on the basis of the weight by the BP method is characterized by a high molecular weight thermoplastic resin component (A) and a low molecular weight thermoplastic resin component (B). [The molecular weight distribution peak amount of the said thermoplastic resin (A)]: [The molecular weight distribution peak amount of the said thermoplastic resin (B)] = 7-9: The characteristic quantity ratio pattern of 3-1 (as an example, [ 1)).
이러한 고분자량체 수지성분(A) 및 저분자량체 수지성분(B)의 특징적인 양비 패턴도(pattern圖)를 이루는 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 열임프린트 시에 우수한 「임프린트성」과 우수한 「전사성」을 발휘할 수 있다.The thermoplastic resin composition for a piecetamper member of the present invention, which forms a characteristic ratio pattern diagram of the high molecular weight resin component (A) and the low molecular weight resin component (B), has excellent "imprintability" during thermal imprinting. Excellent "transcription" can be exhibited.
<본 발명이 제공하는 미세구조가 전사된 수지 성형체><Resin molded article to which microstructure provided by this invention is transferred>
본 발명에 의하면, 두께가 50nm∼500μm의 광범위에 이르는 피스탬퍼 부재 수지면에 대하여도, 열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열압착 전사 프로세스에 있어서 우수한 「임프린트성」 및 「전사성」이 발휘될 수 있고, 2차원 방향으로의 패턴의 전사 편재나 3차원 방향으로의 전사 결함 등이 없는 미세구조 전사의 수지 성형체를 제공한다.According to the present invention, excellent "imprintability" and "transcriptional property" are exhibited in the thermocompression transfer process such as thermal nanoimprint molding or injection compression molding, even for a piecetamper member resin surface having a thickness ranging from 50 nm to 500 µm. It is possible to provide a resin molded body of microstructure transfer, which can be free of transfer patterns in the two-dimensional direction, transfer defects in the three-dimensional direction, and the like.
<본 발명이 제공하는 미세구조 전사의 기능성 투명수지 성형체><Functional transparent resin molded article for microstructure transfer provided by the present invention>
또한 본 발명에 의하면, 고분자량 열가소성 수지성분(A)과 저분자량 열가소성 수지성분(B)을 함유하는 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물이, 광투명성이 우수한 수지 조성물(또는 가시광선 투과율이 적어도 85% 이상인 수지 조성물)일 경우에, 열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열압착 전사 프로세스에 의하여 각종 패턴의 미세구조가 전사된 투명수지 성형체를 제공한다.Moreover, according to this invention, the thermoplastic resin composition for piece tamper members containing a high molecular weight thermoplastic resin component (A) and a low molecular weight thermoplastic resin component (B) is a resin composition (or visible light transmittance of at least 85% which is excellent in light transparency). In the case of the above-described resin composition), a transparent resin molded body obtained by transferring a microstructure of various patterns by a thermocompression transfer process such as thermal nanoimprint molding or injection compression molding is provided.
본 발명이 제공하는 투명수지 성형체는, 광투명성이 우수하기 때문에, 전사된 미세구조에 관하여 각종 광학특성 및/또는 각종 비선형광전자특성을 발휘할 수 있어, 각종 광학소자나 각종 비선형 광전자소자로서 유용한 것 이다.Since the transparent resin molded article provided by the present invention is excellent in light transparency, it can exhibit various optical characteristics and / or various nonlinear optoelectronic characteristics with respect to the transferred microstructure, and thus is useful as various optical elements or various nonlinear optoelectronic devices. .
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 함유되는 고분자량 열가소성 수지성분(A)과 저분자량 열가소성 수지성분(B)의 분자량 분포계수(Mw/Mn)가 매우 샤프(Sharp)하기 때문에, 스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물에 있어서 GPC법을 통하여 얻어지는 분자량 분포도에는 명확한 2개의 피크가 있고, [고분자량 열가소성 수지성분(A)의 분자량 분포 피크량] : [저분자량 열가소성 수지성분(B)의 분자량 분포 피크량] = 7∼9 : 3∼1이 되고 있다.Since the molecular weight distribution coefficient (Mb / Mn) of the high molecular weight thermoplastic resin component (A) and the low molecular weight thermoplastic resin component (B) contained is very sharp, the thermoplastic resin composition for a piecetamper member of the present invention is a stamper. In the thermoplastic resin composition for members, there are two distinct peaks in the molecular weight distribution diagram obtained through the PPC method, and [the molecular weight distribution peak amount of the high molecular weight thermoplastic resin component (A)]: [molecular weight distribution of the low molecular weight thermoplastic resin component (B) Peak amount] = 7 to 9: 3 to 1.
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 열임프린트 시에 적절한 유동성을 구비하고 있기 때문에, 전사면의 면방향에서의 전사 편재나 연직방향으로의 전사 결함을 발생시키지 않는 우수한 「전사성」을 구비하고 있다. 또한 열임프린트 후에 스탬퍼재로부터 용이하게 박리할 수 있어서 수지의 변형이 일어나지 않는 「임프린트성」이 우수하다. 따라서 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 열임프린트를 한 수지 성형체는, 스탬퍼재의 미세구조가 정밀도 높게 전사된 고정밀도의 성형체가 된다.Since the thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention has appropriate fluidity at the time of thermal imprinting, it has excellent "transferability" that does not cause transfer localization in the plane direction of the transfer surface or transfer defect in the vertical direction. Equipped. Moreover, it is excellent in the "imprintability" which can peel easily from a stamper material after thermal imprinting, and does not produce deformation of resin. Therefore, the resin molded body which was thermally imprinted using the thermoplastic resin composition for piecetamper members of this invention turns into the high precision molded object by which the microstructure of the stamper material was transferred with high precision.
[실시예][Example]
열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열압착 전사 프로세스에 있어서, 각종 패턴의 미세구조를 전사시키는 본 발명에 의한 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물 및 그 미세구조가 전사된 기능성 수지 성형체를 실시하는 실시예에 대하여, 이하에 더 설명한다.In a thermocompression transfer process such as thermal nanoimprint molding or injection compression molding, a thermoplastic resin composition for a piece tamper member according to the present invention which transfers microstructures of various patterns and a functional resin molded body to which the microstructures are transferred are carried out. An example is further demonstrated below.
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 각각 매우 샤프한 분자량 분포계수(Mw/Mn)를 구비하는 「고분자량 열가소성 수지성분(A)」과 「저분자량 열가소성 수지성분(B)」을 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.The thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention contains a "high molecular weight thermoplastic resin component (A)" and a "low molecular weight thermoplastic resin component (B)" each having a very sharp molecular weight distribution coefficient (Mk / Mn). It is characterized by being.
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, GPC법에 의한 중량평균 분자량(Mw)이 60∼180만의 범위에 있고 그 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.5∼5의 범위에 있는 고분자량 열가소성 수지성분(A)과, 중량평균 분자량(Mw)이 1∼20만의 범위에 있고 그 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.1∼5의 범위에 있는 저분자량 열가소성 수지성분(B)를 함유한다.The thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention has a high molecular weight thermoplastic resin having a weight average molecular weight (MV) in the range of 60 to 1.8 million and a molecular weight distribution coefficient (MV / Mn) = 1.5 to 5 by the WP method. The resin component (A) and the low molecular weight thermoplastic resin component (B) in which the weight average molecular weight (MV) is in the range of 1 to 200,000 and the molecular weight distribution coefficient (MV / Mn) = 1.1 to 5 are contained.
「고분자량 열가소성 수지성분(A)」는, GPC법에 의한 중량평균 분자량(Mw)이 60∼180만의 범위에 있고, 바람직하게는 70∼150만이고, 더 바람직하게는 90∼130만이다. 또한 그 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.5∼5의 범위에 있지만, 바람직하게는 1.5∼4의 범위이고, 더 바람직하게는 1.5∼3이다. 고분자량 열가소성 수지성분(A)의 중량평균 분자량 및 분자량 분포계수가 소정의 범위로부터 벗어나면, 열임프린트 후에 전사시의 박리성(또는 이형 성)이 떨어지게 된다.The "high molecular weight thermoplastic resin component (A)" has a weight average molecular weight (MV) by the PPC method in the range of 60 to 1.8 million, preferably 70 to 1.5 million, and more preferably 90 to 1.3 million. Moreover, although it exists in the range of the molecular weight distribution coefficient (Mk / Mn) = 1.5-5, Preferably it is the range of 1.5-4, More preferably, it is 1.5-3. When the weight average molecular weight and the molecular weight distribution coefficient of the high molecular weight thermoplastic resin component (A) deviate from a predetermined range, the peelability (or release property) during transfer after thermal imprinting is inferior.
「저분자량 열가소성 수지성분(B)」는, GPC법에 의한 중량평균 분자량(Mw)이 1∼20만의 범위에 있고, 바람직하게는 3∼15만이고, 더 바람직하게는 5∼10만이다. 또한 그 분자량 분포계수(Mw/Mn)=1.1∼5의 범위에 있지만, 바람직하게는 1.1∼4의 범위이고, 더 바람직하게는 1.1∼3이다. 저분자량 열가소성 수지성분(B)의 중량평균 분자량 및 분자량 분포계수가 소정의 범위로부터 벗어나면, 열임프린트 시의 유동성이 떨어져 2차원 방향의 전사 편재나 3차원 방향의 전사 결함이 발생하기 쉬워진다.The "low molecular weight thermoplastic resin component (B)" has a weight average molecular weight (MV) by the PPC method in the range of 1 to 200,000, preferably 3 to 150,000, and more preferably 5 to 100,000. Moreover, although the molecular weight distribution coefficient (Mk / Mn) is in the range of 1.1-5, Preferably it is the range of 1.1-4, More preferably, it is 1.1-3. When the weight average molecular weight and molecular weight distribution coefficient of the low molecular weight thermoplastic resin component (B) deviate from a predetermined range, the fluidity during thermal imprinting is poor, and transfer ubiquitous in the two-dimensional direction and transfer defects in the three-dimensional direction are likely to occur.
또한 [도1]에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물에 있어서 GPC법에 의한 중량기준으로 나타내는 분자량 분포도는, 2개의 명확한 피크가 나타난다. 2개의 피크는, 고분자량 열가소성 수지성분(A)에서 유래(由來)되는 피크와 저분자량 열가소성 수지(B)에서 유래되는 피크이다. 그리고 그 2개의 피크는, [고분자량 열가소성 수지성분(A)의 분자량 분포 피크량] : [저분자량 열가소성 수지(B)의 분자량 분포 피크량] = 7∼9 : 3∼1의 비로 되어 있다. 이 비는, 더 바람직하게는 7.5∼8.5 : 2.5∼1.5이다. 이 비가 소정의 범위로부터 벗어나면, 열임프린트 시의 유동성이나 열임프린트 후의 박리성이 떨어지게 된다.In addition, as shown in FIG. 1, in the thermoplastic resin composition for piece tamper members of the present invention, two distinct peaks are shown in the molecular weight distribution shown by the WP method by weight. The two peaks are peaks derived from the high molecular weight thermoplastic resin component (A) and peaks derived from the low molecular weight thermoplastic resin (B). The two peaks have a ratio of [molecular weight distribution peak amount of high molecular weight thermoplastic resin component (A)]: [molecular weight distribution peak amount of low molecular weight thermoplastic resin (B)] = 7 to 9: 3 to 1. More preferably, this ratio is 7.5-8.5: 2.5-1.5. If this ratio deviates from a predetermined range, the fluidity | liquidity at the time of thermal imprint and the peelability after thermal imprint will fall.
<본 발명이 제공하는 피스탬퍼 부재용의 열가소성 수지 조성물의 조제><Preparation of thermoplastic resin composition for piece tamper members provided by the present invention>
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 소정의 중량평균 분자량 및 소정의 분자량 분포계수(Mw/Mn)를 구비하는 「고분자량 열가소 성 수지성분(A)」 및 「저분자량 열가소성 수지(B)」를 선정하여 적절하게 조제할 수 있다.The thermoplastic resin composition for a piece of tamper member of the present invention has a "high molecular weight thermoplastic resin component (A)" and "low molecular weight thermoplastic resin (B) having a predetermined weight average molecular weight and a predetermined molecular weight distribution coefficient (Mk / Mn). ) Can be appropriately prepared.
수지의 분자량 및 분자량 분포의 측정은, 소정의 온도 하에 있는 GPC장치 칼럼(column) 내(內)에 전개(展開)되는 용리액(溶離液)에, 소정의 온도 하에서 수지를 용해하여 측정한다. 예를 들면 PMMA 등의 아크릴계 수지는, 용리액으로서 THF를 사용하여 25∼50도의 온도에서 용해한다. 또한 PP, PE 등의 폴리올레핀계 수지에는, 보통 용리액으로서 오르토디클로로벤젠(orthodichlorobenzene)을 사용하여 100∼145도의 온도에서 용해한다. 전자의 경우에 고속GPC장치(예를 들면 토소(주)제(製)의 HLC-8220GPC)를 사용하고, 후자의 경우에 고온GPC장치(예를 들면 토소(주)제의 HLC-8121GPC/HT)를 사용한다.The measurement of the molecular weight and the molecular weight distribution of the resin is measured by dissolving the resin under a predetermined temperature in an eluent developed in a PCC column under a predetermined temperature. For example, acrylic resins, such as PMMA, melt | dissolve at the temperature of 25-50 degreeC using THF as an eluent. Moreover, it melt | dissolves in polyolefin resins, such as PP and POE, at normal temperature of 100-145 degree using orthodichlorobenzene as an eluent. In the former case, a high speed PCC device (e.g., HLC-8220PCC manufactured by Tosoh Corporation) is used, and in the latter case, a high temperature PCC device (e.g., HLC-8121PCC / HT manufactured by Tosso Corporation) is used. ).
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물로서 사용할 수 있는 수지는, 투명성이 우수한, 예를 들면 스티렌 수지(styrene樹脂)(91%, 110도), PMMA(93%, 107도)나 PEMA 등의 아크릴 수지(acrylic樹脂), 폴리유산(poly乳酸; PLA), 환상 폴리올레핀(90∼91%, 100∼163도), 폴리카보네이트(PC, 90%, 145∼150도)를 들 수 있다. 상기 괄호 내에 기재하는 수치는, 각각 가시광선 투과율% 및 Tg℃이다. 이들 수지를 사용한 성형체는, 수지의 광학특성에 따라 각종 광학소자나 각종 비선형 광전자소자로서 적합하게 사용할 수 있다.Resin which can be used as the thermoplastic resin composition for piece tamper members of this invention is excellent in transparency, for example, styrene resin (91%, 110 degree | times), PMA (93%, 107 degree | times), PEMA etc. Acrylic resin, polylactic acid (poly (PLA)), cyclic polyolefin (90-91%, 100-163 degree), polycarbonate (PC, 90%, 145-150 degree) is mentioned. The numerical values described in the parentheses are visible light transmittance% and Tg ° C, respectively. The molded article using these resins can be suitably used as various optical elements or various nonlinear optoelectronic devices in accordance with the optical properties of the resin.
또한 본 발명에 사용할 수 있는 수지로서, PE, PP 등의 폴리 올레핀계 수지, 아크릴로니트릴/스티렌 수지(acrylonitrile/styrene樹脂; AS), 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합수지acrylonitrile/butadiene/styrene共重合樹脂; ABS), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC), 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride), 나일론 수지 등의 폴리아미드(polyamide; PA), 초고분자량 폴리에틸렌(UHPE), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate; PBT, 40∼60도), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate; PET, 70도), 변성폴리페닐렌에테르(變性polyphenylene ether; PPE, 150도), 폴리아세탈(polyacetal; POM), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylene sulfide; PPS), 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone; PEEK, 143도), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene; PTFE) 및 테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르(perfluoroalkylvinylether) 공중합체(PFA)등의 불소수지, 액정 폴리머(LCP), 폴리에테르이미드(polyetherimide; PEI), 폴리설폰계 수지(polysulfone系樹脂; PSU, 190도), 폴리아미드 이미드(PAI, 289도), 폴리아릴레이트(polyarylate; PAR, 193도), 폴리설폰(PSF), 폴리에테르설폰(PES, 225도), 에폭시아크릴레이트(epoxyacrylate), 우레탄아크릴레이트(urethaneacrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리메틸펜텐(polymethylpentene; PMP), 폴리아릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 또, 상기 괄호 내에 기재하는 수치는 Tg℃을 나타낸다. 이들 수지는 단독이어도 좋고 2종 이상을 혼합하여 사용하더라도 좋다.Moreover, as resin which can be used for this invention, polyolefin resin, such as PE and PPS, acrylonitrile / styrene resin (AS), acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer resin acrylonitrile / butadiene / styrene 共重合 樹脂; ABS, polyvinyl chloride (PCC), polyvinylidene chloride, polyamide (PA) such as nylon resin, ultra high molecular weight polyethylene (PHHPE), polybutylene terephthalate (polybutylene terephthalate) , 40-60 degrees), polyethylene terephthalate (PET, 70 degrees), modified polyphenylene ether (PE, 150 degrees), polyacetal (POM), polyphenylene sulfide (polyphenylene sulfide) PS, polyether ether ketone (PEE, 143 degrees), polytetrafluoroethylene (PTFE) and tetrafluoroethylene perfluoroalkylvinylether copolymer (PF), etc. Fluorocarbon resin, liquid crystal polymer (LCP), polyetherimide (PEI), polysulfone resin (po lysulfone series (PSV, 190 degrees), polyamide imide (PAI, 289 degrees), polyarylate (PAR, 193 degrees), polysulfone (PSF), polyethersulfone (PES, 225 degrees), epoxy Acrylate (epoxyacrylate), urethane acrylate (urethaneacrylate), polyester acrylate, polymethylpentene (PMP), polyarylate resin and the like. In addition, the numerical value described in the said parentheses represents Tg degreeC. These resins may be used alone or in combination of two or more thereof.
본 발명에 사용하는 열가소성 수지의 유리전이온도(Tg)는, 열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열압착 전사 프로세스에 있어서 핸들링성(handling性)의 관점에서, 바람직하게는 40∼290도, 더 바람직하게는 60∼210도이다.The glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin used in the present invention is preferably from 40 to 290 degrees in view of handling properties in thermocompression transfer processes such as thermal nanoimprint molding or injection compression molding. More preferably, it is 60-210 degree.
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열경화성 수지 조성물은, 임프린트성이나 전사성의 효과를 손상하지 않는 범위에서 후술하는 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 첨가제를 함유하는 경우에, 고분자량 열가소성 수지성분(A)과 저분자량 열가소성 수지성분(B)의 합계량은, 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물 100질량부(質量部)에 대하여 95∼100질량부, 더 바람직하게는 98질량부 이상이다.The thermosetting resin composition for piecetamper members of this invention can contain the other additive mentioned later in the range which does not impair the imprintability or the transferability effect. When it contains an additive, the total amount of a high molecular weight thermoplastic resin component (A) and a low molecular weight thermoplastic resin component (B) is 95-100 mass parts with respect to 100 mass parts of thermoplastic resin compositions for piecetamper members, More preferably, it is 98 mass parts or more.
또한 고분자량 열가소성 수지성분(A)과 저분자량 열가소성 수지성분(B)의 배합량(配合量)은, 고분자량 열가소성 수지성분(A)의 100질량부당, 저분자량 열가소성 수지성분(B)이 12.5∼37.5질량부의 범위에서 함유할 수 있지만, 특히 수지의 유연성(또는 유동성)을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 18.8∼31.3질량부의 범위이다.Moreover, as for the compounding quantity of a high molecular weight thermoplastic resin component (A) and a low molecular weight thermoplastic resin component (B), the low molecular weight thermoplastic resin component (B) is 12.5- per 100 mass parts of high molecular weight thermoplastic resin component (A). Although it may contain in the range of 37.5 mass parts, Especially from a viewpoint of improving the flexibility (or fluidity | liquidity) of resin, Preferably it is the range of 18.8-31.3 mass parts.
<열압착 전사 프로세스에 의한 미세구조 전사방법><Microstructure Transfer Method by Thermocompression Transfer Process>
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은 피스탬퍼 부재로서 이용할 수 있다. 피스탬퍼 부재의 두께는, 「임프린트성」 및 「전사성」의 관점에서 50nm∼500μm이 바람직하다. 열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열전사 프로세스에 있어서, 두께 50nm∼500μm의 피스탬퍼 부재 에 대하여 소정의 미세구조 패턴을 구비하는 스탬퍼재를 임프린트 시킴으로써, 미세구조 패턴이 전사된 수지 성형체를 얻을 수 있다. 이 방법에 의하여 예를 들면 지름이 50∼1500nm의 볼록형 또는 오목형의 도트나, 피치가 60nm∼2μm의 볼록형 또는 오목형의 라인을 구비하는 수지 성형체를 만들 수 있다. 이 오목부 깊이 또는 볼록부의 높이는, 20nm∼3μm 범위에 있는 초미세구조로 할 수도 있다.The thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention can be used as a piece tamper member. As for the thickness of a piece tamper member, 50 nm-500 micrometers are preferable from a viewpoint of "imprintability" and "transferability." In a thermal transfer process such as thermal nanoimprint molding or injection compression molding, a resin molded body to which a microstructure pattern has been transferred is obtained by imprinting a stamper material having a predetermined microstructure pattern on a piece of taper member having a thickness of 50 nm to 500 μm. Can be. By this method, for example, a resin molded body having a convex or concave dot having a diameter of 50 to 1500 nm or a convex or concave line having a pitch of 60 nm to 2 μm can be produced. The depth of the concave portion or the height of the convex portion may be an ultrafine structure in the range of 20 nm to 3 μm.
상기의 열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열전사 프로세스에 있어서의 임프린트 온도(Tp)는, 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물의 유리전이온도(Tg)보다 약간 높은 온도로 한다. 바람직하게는 Tg+10 < Tp < Tg+50으로 함으로써, 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물이 구비하고 있는 우수한 「임프린트성」 및 「전사성」을 효과적으로 이용할 수 있다.The imprint temperature (TV) in the thermal transfer process such as thermal nanoimprint molding or injection compression molding is a temperature slightly higher than the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin composition for piecetamper members. Preferably, by setting it as Tg + 10 <T << Tg + 50, the outstanding "imprintability" and "transcriptional property" which the thermoplastic resin composition for a piece tamper member is equipped can be utilized effectively.
상기의 열전사 프로세스로서는, 열임프린트 성형 및 사출 압축 성형 이외에, 압출 성형(壓出成形), 블로우 성형(blow成形), 진공 성형(眞空成形) 등을 들 수 있다.Examples of the thermal transfer process include extrusion molding, blow molding, vacuum molding, and the like, in addition to thermal imprint molding and injection compression molding.
피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 두께 50nm∼500μm의 피스탬퍼 부재로 하기 위해서는, 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 가열 용융하여 성형하는 방법과, 용제에 용해한 용액을 각종 도공기(塗工機)에 의하여 시트 모양으로 하여 건조하여 용제를 제거하는 방법이 있다. 이용할 수 있는 도공기로서, 스핀 코트(spin coat), 딥 코트(dip coat), 다이 코 트(die coat), 그라비아 코트(gravure coat) 등을 들 수 있다. 용제는 수지와의 용해성 등을 고려하여 선정한다. 예를 들면 메틸에틸케톤(methylethylketone)이나 메틸이소부틸케톤(methylisobutylketone) 등의 케톤계, 초산 에스테르(醋酸ester) 등의 에스테르계, 이소부탄올(isobutanol)이나 부탄올 등의 알콜계, 톨루엔(toluene), 크실렌(xylene) 등의 방향족계, 에테르계, 글라이콜(glycol)계 등을 들 수 있다.In order to make the thermoplastic resin composition for a piece tamper member into a piece of taper member with a thickness of 50 nm-500 micrometers, the method of heat-melting and shape | molding the thermoplastic resin composition for piece tamper members, and the solution which melt | dissolved in the solvent are applied to various coating machines. There is a method of forming a sheet into a sheet and drying to remove the solvent. As a coating machine which can be used, a spin coat, a dip coat, a die coat, a gravure coat, etc. are mentioned. The solvent is selected in consideration of the solubility with the resin. For example, ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as acetic acid ester, alcohols such as isobutanol and butanol, toluene, Aromatic type | system | groups, such as xylene, an ether type, a glycol type | system | group, etc. are mentioned.
<미세구조 전사된 기능성 수지 성형체의 용도><Use of functional resin molded article transferred to microstructure>
본 발명의 수지 성형체 및 투명성 수지 성형체는, 그 수지 표면에 20nm∼3μm 정도의 요철을 구비하고 있다. 본 발명의 수지 성형체 및 투명성 수지 성형체는, 회절격자 광 필터, 파장 광변환소자, 편광필름, 홀로그래픽 디퓨저(holographic diffuser), 광도파로형 파장필터, 휴대PC용 광배선으로서의 광도파로, 투과형 블레이즈드 회절격자(透過型 blazed 回折格子), 광 픽업부의 회절격자, 파장분리 필터, 파장분리 다중통신 방식의 증폭기에 사용되는 이득등화 필터 및 편광변환소자, 프레넬 렌즈(fresnel lens)(태양광 집광렌즈, OHP의 확대 투영용 렌즈), 마이크로렌즈 어레이, 각종 비구면 렌즈, 사출 성형 비구면 렌즈(필드 렌즈(field lens), 릴레이 렌즈(relay lens)), 투과형 스크린에 사용되는 프레넬 시트(fresnel sheet)(수직확산용 렌티큘러 시트(lenticular sheet)), CD나 DVD 등 광기록매체, LED 확산 필름, LED집광판, 연료전지용 세퍼레이터, 외부진단용 칩, 세포배양 칩, 장기대용 부재(臟器代用部材) 등의 각종 산업분야에서 이용할 수 있다.The resin molded body and the transparent resin molded body of the present invention are provided with irregularities of about 20 nm to 3 μm on the resin surface. The resin molded article and the transparent resin molded article of the present invention include a diffraction grating optical filter, a wavelength light conversion element, a polarizing film, a holographic diffuser, an optical waveguide wavelength filter, an optical waveguide as an optical wiring for a portable PC, and a transmission-bladed blade. Diffraction gratings, diffraction gratings for optical pickups, wavelength separation filters, gain equalization filters and polarization conversion elements used in amplifiers of wavelength separation multiple communication systems, fresnel lenses (solar condensing lenses) , OHP magnified projection lenses, microlens arrays, various aspherical lenses, injection molded aspherical lenses (field lenses, relay lenses), and fresnel sheets used for transmissive screens ( Lenticular sheet for vertical diffusion, optical recording medium such as CD or DVD, LED diffusion film, LED light collecting plate, fuel cell separator Grounds, external diagnostic chip, chip cell culture, organ substitute member (臟器 代用 部 材) may be used in various industrial fields such as.
<기타의 첨가제><Other additives>
또한 본 발명에 의한 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물에는, 그 피스탬퍼 부재로서의 「임프린트성」 및 「전사성」을 저해하지 않는 한도에 있어서, 공지의 첨가제, 예를 들면 열안정제(熱安定劑), 분산제(分散劑), 방부제(防腐劑), 발수제(撥水劑), 점도조절제(粘度調節劑), 틱소트로피제(thixotropic agent), 표면장력 조정제(表面張力調整劑), 소포제(消泡劑), 산화방지제(酸化防止劑), 대전방지제(帶電防止劑), 근적외선흡수제(近赤外線吸收劑), 자외선흡수제(紫外線吸收劑), 항균·방곰팡이제, 방향제, 형광제(螢光劑) 등을 적절하게 배합할 수 있다.Furthermore, in the thermoplastic resin composition for piece tamper members according to the present invention, a known additive, for example, a heat stabilizer, is provided so long as it does not impair "imprintability" and "transferability" as the piece tamper member. Dispersants, preservatives, water repellents, viscosity modifiers, thixotropic agents, surface tension modifiers, antifoaming agents劑), antioxidants, antistatic agents, near-infrared absorbers, ultraviolet absorbers, antibacterial and mildew agents, fragrances, fluorescent agents ) May be suitably blended.
이하에 본 발명을 실시예에 의하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Although an Example demonstrates this invention below, this invention is not limited to these Examples.
(참고예1∼6)(Reference Examples 1 to 6)
대표적인 열가소성 수지인 PMMA수지를 사용하여 본 발명에 의한 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 조제하기 위해서, 고분자량 열가소성 수지성분(A)으로서 (Mw)=80만과 113만, 저분자량체 수지성분(B)으로서 (Mw)=5만, 10만, 14만의 PMMA를 조제하였다(참고예1∼5). 또한 비교예로서 (Mw)=14만이고 또 분자량 분포계수(Mw/Mn)가 큰 저분자량체와 작은 저분자량체를 조제하였다(참고예6).In order to prepare the thermoplastic resin composition for piece tamper members according to the present invention using PMA resin, which is a representative thermoplastic resin, as the high molecular weight thermoplastic resin component (A), (MW) = 800,000 and 1.13 million, low molecular weight resin component (B) As (MW) = 50,000, 100,000, and 140,000 PMMA were prepared (Reference Examples 1 to 5). In addition, as a comparative example, a low molecular weight and a small low molecular weight having a large molecular weight distribution coefficient of 140,000 and a large molecular weight distribution coefficient (MV / Mn) were prepared (Reference Example 6).
(참고예1) [고분자량 열가소성 수지성분(A); (Mw)=80만의 PMMA]Reference Example 1 [High molecular weight thermoplastic resin component (A); (Mw) = 800,000 PMMA]
온도계와 질소유입관을 장착한 용량 1리터의 4개 넥 플라스크(four- neck flask)에, 이온 교환수(ion 交換水) 900질량부와 유화제(乳化劑) 도데실벤젠술폰산 암모늄염(dodecylbenzenesulfonate ammonium鹽) 1.5질량부를 넣고, 온도를 76∼78도로 유지하면서 퍼옥소이황산암모늄(ammonium peroxodisulfate; APS) 0.5질량부를 첨가하였다. 계속하여 메타크릴산메틸(methyl methacrylate; MMA) 100질량부 및 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1질량부를 30분에 걸쳐 적하(滴下)하였다. 또한 76∼78도로 30분 유지한 후에 85도까지 승온(昇溫)시켜 그 온도에서 1.5시간 유지하였다. 얻어진 에멀션(emulsion)(E-1)의 중합율(重合率)은 약 100%이며, GPC 측정의 결과, 중량평균 분자량은 84.4만, 분자량분포는 3.2였다.In a 1-liter four-neck flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, 900 parts by mass of ion-exchanged water and an emulsifier dodecylbenzenesulfonate ammonium ) 1.5 parts by mass was added, and 0.5 parts by mass of ammonium peroxodisulfate (APS) was added while maintaining the temperature at 76 to 78 degrees. Subsequently, 100 mass parts of methyl methacrylate (MMA) and 1 mass part of emulsifiers dodecylbenzenesulfonic acid ammonium salt were dripped over 30 minutes. Furthermore, after hold | maintaining for 30 minutes at 76-78 degree, it heated up to 85 degree and maintained at that temperature for 1.5 hours. The polymerization rate of the obtained emulsion (E-1) was about 100%, and the weight average molecular weight was 84.4 million and the molecular weight distribution was 3.2 as a result of WPC measurement.
(참고예2) [고분자량 열가소성 수지성분(A); (Mw)=113만의 PMMA]Reference Example 2 [High molecular weight thermoplastic resin component (A); (Mw) = 1.13 million PPM
온도계와 질소유입관을 장착한 용량 1리터의 4개 넥 플라스크에, 이온 교환수 900질량부와 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1.5질량부를 넣고, 온도를 76∼78도로 유지하면서 APS 0.25중량부를 첨가하였다. 계속하여 MMA 100중량부 및 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1질량부를 30분에 걸쳐 적하하였다. 또한 76∼78도로 30분 유지한 후에 85도까지 승온시켜 그 온도에서 1.5시간 유지하였다. 얻어진 에멀션(E-2)의 중합율은 약 100%이며, GPC 측정의 결과, 중량평균 분자량은 113만, 분자량분포는 3.0이었다.Into a one-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, 900 parts by mass of ion-exchanged water and 1.5 parts by mass of ammonium dodecylbenzenesulfonic acid salt were added, and 0.25 parts by weight of ASP was added while maintaining the temperature at 76 to 78 degrees. . Then, 100 mass parts of MMA and 1 mass part of emulsifiers dodecylbenzenesulfonic acid ammonium salt were dripped over 30 minutes. Furthermore, after maintaining 30 minutes at 76-78 degree, it heated up to 85 degree and maintained at that temperature for 1.5 hours. The polymerization rate of the obtained emulsion (E-2) was about 100%, the weight average molecular weight was 1.130,000 and the molecular weight distribution was 3.0 as a result of WPC measurement.
(참고예3) [저분자량 열가소성 수지성분(B); (Mw)=5만의 PMMA]Reference Example 3 [Low Molecular Weight Thermoplastic Resin Component (B); (Mw) = 50,000 PMMAA]
온도계와 질소유입관을 장착한 용량 1리터의 4개 넥 플라스크에, 이온 교환수 900질량부와 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1.5질량부를 넣고, 온도를 76∼78도에 유지하면서 APS 0.5중량부를 첨가하였다. 계속하여 MMA 100중량부, N-도데실메르캡탄(dodecylmercaptan; NDM) 5중량부 및 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1질량부를 30분에 걸쳐 적하하고, 또한 76∼78도로 30분 유지한 후에 85도까지 승온시켜 그 온도를 1.5시간 유지하였다. 얻어진 에멀션(E-3)의 중합율은 약 100%이며, GPC측정의 결과, 중량평균 분자량은 5.7만, 분자량분포는 2.31이었다.Into a one-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, 900 parts by mass of ion-exchanged water and 1.5 parts by mass of ammonium dodecylbenzenesulfonic acid salt were added, and 0.5 parts by weight of ASP was added while maintaining the temperature at 76 to 78 degrees. It was. Subsequently, 100 parts by weight of MMA, 5 parts by weight of N-dodecylmercaptan (NDM), and 1 part by weight of an ammonium dodecylbenzenesulfonate ammonium salt were added dropwise over 30 minutes, and further maintained at 76 to 78 degrees for 30 minutes, followed by 85 degrees. It heated up to and maintained the temperature for 1.5 hours. The polymerization rate of the obtained emulsion (E-3) was about 100%, the weight average molecular weight was 5.70,000 and the molecular weight distribution was 2.31 as a result of WPC measurement.
(참고예4) [저분자량 열가소성 수지성분(B); (Mw)=10만의 PMMA]Reference Example 4 [Low molecular weight thermoplastic resin component (B); (Mw) = 100,000 PMMA]
온도계와 질소유입관을 장착한 용량 1리터의 4개 넥 플라스크에, 이온 교환수 900질량부와 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1.5질량부를 넣고, 온도를 76∼78도로 유지하면서 APS 0.5중량부를 첨가하였다. 계속하여 MMA 100중량부, NDM 0.5중량부 및 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1질량부를 30분에 걸쳐 적하하였다. 또한 76∼78도로 30분 유지한 후에 85도까지 승온시켜 그 온도를 1.5시간 유지하였다. 얻어진 에멀션(E-4)의 중합율은 약 100%이며, GPC측정의 결과, 중량평균 분자량은 10만, 분자량분포는 2.7이었다.Into a one-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, 900 parts by mass of ion-exchanged water and 1.5 parts by mass of ammonium dodecylbenzenesulfonic acid salt were added, and 0.5 parts by weight of ASP was added while maintaining the temperature at 76 to 78 degrees. . Subsequently, 100 parts by weight of MMA, 0.5 part by weight of NMD and 1 part by mass of the ammonium dodecylbenzenesulfonic acid ammonium salt were added dropwise over 30 minutes. Furthermore, after maintaining for 30 minutes at 76-78 degree, it heated up to 85 degree and maintained the temperature for 1.5 hours. The polymerization rate of the obtained emulsion (E-4) was about 100%, the weight average molecular weight was 100,000 and the molecular weight distribution was 2.7 as a result of WPC measurement.
(참고예5) [저분자량 열가소성 수지성분(B); (Mw)=14만의 PMMA]Reference Example 5 [Low molecular weight thermoplastic resin component (B); (Mw) = 140,000 PMMA]
온도계와 질소유입관을 장착한 용량 1리터의 4개 넥 플라스크에, 이온 교환수 900질량부와 유화제 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1.5중량부를 넣고, 85도까지 승온시키고, 퍼옥소이황산암모늄(APS)을 0.5중량부 첨가하 였다. 계속하여 온도를 76∼78도로 유지하면서 메타크릴산메틸(MMA) 100중량부, N-도데실메르캡탄(NDM) 0.2중량부, 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1중량부를, 30분에 걸쳐 적하하여 적하중합(滴下重合)을 하였다. 또한 76∼78도로 30분 유지한 후에 85도까지 승온시켜 그 온도를 1.5시간 유지하였다. 얻어진 에멀션(E-5)의 중합율은 약 100%이며, GPC측정의 결과, 중량평균 분자량은 13.9만, 분자량분포는 4.1이었다.Into a one-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, 900 parts by mass of ion-exchanged water and 1.5 parts by weight of ammonium dodecylbenzenesulfonate emulsifier were added, and the temperature was raised to 85 ° C. 0.5 parts by weight was added. Subsequently, while maintaining the temperature at 76 to 78 degrees, 100 parts by weight of methyl methacrylate (MMA), 0.2 part by weight of N-dodecyl mercaptan (NMD) and 1 part by weight of an ammonium dodecylbenzenesulfonate ammonium salt were added dropwise over 30 minutes. Drop polymerization was carried out. Furthermore, after maintaining for 30 minutes at 76-78 degree, it heated up to 85 degree and maintained the temperature for 1.5 hours. The polymerization rate of the obtained emulsion (E-5) was about 100%, the weight average molecular weight was 13.9 million and the molecular weight distribution was 4.1 as a result of WPC measurement.
(참고예6) [(Mw)=14만의 PMMA, 분자량 분포계수(Mw)/(Mn)>>5](Reference Example 6) [(MW) = 140,000 PMA, molecular weight distribution coefficient (MW) / (MN) >> 5]
온도계와 질소유입관을 장착한 용량 1리터의 4개 넥 플라스크에, 이온 교환수 900질량부 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1.5질량부를 넣고, 온도를 76∼78도로 유지하면서 APS 0.5중량부를 첨가하였다. 계속하여 MMA 100중량부, NDM 1중량부 및 유화제 도데실벤젠술폰산 암모늄염 1중량부를, 30분에 걸쳐 적하하여 적하중합을 하였다. 또한 76∼78도로 30분 유지한 후에 85도까지 승온시켜 그 온도를 1.5시간 유지하였다. 얻어진 에멀션(E-6)의 중합율은 약 100%이며, GPC측정의 결과, 중량평균 분자량은 14만, 분자량분포는 10.7이었다.Into a 1-liter four-necked flask equipped with a thermometer and a nitrogen inlet tube, 1.5 parts by mass of 900 parts by mass of ion-exchanged water emulsifier dodecylbenzenesulfonate ammonium salt was added, and 0.5 parts by weight of ASP was added while maintaining the temperature at 76 to 78 degrees. Subsequently, 100 weight part of MMA, 1 weight part of NMD, and 1 weight part of emulsifiers dodecylbenzenesulfonic acid ammonium salt were dripped over 30 minutes, and the drop polymerization was carried out. Furthermore, after maintaining for 30 minutes at 76-78 degree, it heated up to 85 degree and maintained the temperature for 1.5 hours. The polymerization rate of the obtained emulsion (E-6) was about 100%, the weight average molecular weight was 140,000 and the molecular weight distribution was 10.7 as a result of WPC measurement.
참고예 1∼6에서 조제한 PMMA 수지의 유리전이온도(Tg)는, 모두 약 110도(시차주사열량계 : Differential Scanning Calorimeter)이었다.The glass transition temperatures (Tg) of the PMA resins prepared in Reference Examples 1 to 6 were all about 110 degrees (differential scanning calorimeter: Differential Scanning Calorimeter).
[본 발명에 의한 피스탬퍼 부재용의 열가소성 수지 조성물 및 피스탬퍼 부재의 조제][Preparation of thermoplastic resin composition for piece tamper member and piece tamper member according to the present invention]
참고예 1∼6에서 얻어진 E-1∼6을 각각 스프레이드라이(spray dry)로 건조하여 입자모양의 수지S-1∼6을 얻었다. 또한 S-1∼6을 메틸에틸케톤에 용해(溶解)하여 각각 수지분(樹脂分) 10중량%의 수지용액SS-1∼6을 얻었다. 또, 수지S-1 및 S-3의 가시광선투과율은 모두 90%이었다.E-1-6 obtained by the reference examples 1-6 were each dried by spray dry, and particle | grains resin S-1-6 were obtained. Furthermore, S-1-6 were melt | dissolved in methyl ethyl ketone, and the resin solution SS-1-6 of 10 weight% of resin powder, respectively was obtained. Moreover, the visible light transmittance of resin S-1 and S-3 was 90% in all.
수지용액SS-1∼6을 미카사공업제(製)의 스핀코터1H-DX2를 사용하여 수지 시트, 즉 「피스탬퍼 부재」를 제작하였다. 시트 막 두께는, 수지용해용액 점도와 코터(coater)의 회전수에 의하여 조정하였다(예를 들면 용액의 점도가 30P, 회전수 1200rpm의 조건에서는, 두께 10μm의 수지 시트를 얻었다).A resin sheet, that is, a "piece tamper member" was produced using resin solutions S-1 to 6 using a spin coater 1H-DX2 manufactured by Mica Corporation. The sheet film thickness was adjusted with the resin melt viscosity and the rotation speed of the coater (for example, the resin sheet of 10 micrometers in thickness was obtained on the conditions of 30 P of solution and 1200 rpm).
[스탬퍼재의 제작][Manufacture of Stamper Material]
실리카 기반(silica基盤)에의 레지스트(resist) 도포(塗布), EB조사(照射), 현상(現像), 에칭(etching)을 하여 몰드(mold)를 제작했다. 제작한 몰드는, 원형도트형이고 지름이 10, 5, 2, 1미크론의 패턴이 각각 규칙적으로 배열된 패턴 및 라인 폭이 0.15∼1.5μm이고 깊이가 300nm의 요철형의 패턴을 사용하였다.A mold was produced by applying resist coating, silica irradiation, developing, and etching on a silica base. The produced mold used the pattern which the circular dot type, the pattern of
조건 : 레지스트 : NEB-22(쓰미토모화학제)Condition: Resist: NV-22 (manufactured by Sumitomo Chemical)
몰드 : Si기반위에 약 300나노의 SiO2처리 2inch 지름 약 5cmMold: 2inch diameter of about 5cm of SiO 2 treatment on Si base about 5cm
EB: ELIONIX ELS7500M 사용EB : ELIONIX ELS7500M used
에칭 : CHF3가스(50SCCM, 2.0Pas, 100W, 15min)Etching: CHF 3 gas (50SCCM, 2.0Pas, 100W, 15min )
에칭(남은 레지스트의 제거) : O2가스(5Pas, 100W)Etching (removal of remaining resist): O 2 gas (5 Pas, 100 W)
몰드표면처리 : 다이킨공업 오프실DSX 1%용액(Perfluorohexane Solv.)Mold surface treatment: Daikin Industries, Inc. 1% solution (Perfluorohexane Solv.)
[열압착 전사 프로세스의 검토1 ; 전사성의 평가][Investigation of
상기의 수지S-1을 피스탬퍼 부재로 사용하여, 상기에서 제작한 미세구조를 구비하는 스탬퍼재를, 열전사 장치인 명창기공(주)제 NM0401 및 도시바기계(주)제 ST50을 사용하여 전사하였다. 전사 조건과 전사 결과를 [표1]에 나타낸다. [표1]의 결과로부터 적합한 전사 조건으로서, 온도 130도, 가중(加重) 10kN, 전사시간 300초를 선택하는 것으로 하였다.The above-mentioned resin S-1 is used as a piece tamper member, and the stamper material having the above-described microstructure is transferred using Nm0401 manufactured by Myungchang Pore Co., Ltd. and ST50 manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. as a thermal transfer apparatus. It was. The transcription conditions and the transcription results are shown in [Table 1]. As a suitable transfer condition from the result of [Table 1], temperature 130 degree | times,
[표1][Table 1]
온도 (도)
Temperature (degrees)
가중(kN)
Weighting (kN)
시간(sec)
Time (sec)
전사결과
Transcription Result
130
130
2
2
300
300
x 전사곤란
x Warrior Difficulty
130
130
7
7
300
300
x 전사곤란
x Warrior Difficulty
130
130
10
10
300
300
o 전사가능
o Transferable
130
130
10
10
60
60
x 전사곤란
x Warrior Difficulty
130
130
10
10
500
500
o 전사가능
o Transferable
130
130
15
15
300
300
o 전사가능
o Transferable
130
130
19
19
300
300
x 전사곤란
x Warrior Difficulty
110
110
10
10
300
300
x 전사곤란
x Warrior Difficulty
150
150
10
10
300
300
o 전사가능
o Transferable
180
180
10
10
300
300
x 전사곤란
x Warrior Difficulty
[열압착 전사 프로세스의 검토2 ; 임프린트성, 전사성의 평가][Review of
상기의 장치로, 온도 130도, 가중 10kN, 전사시간 300초의 조건에서 수지의 종류 및 두께를 바꾸고 전사 테스트를 하였다. 열임프린트 후의 스탬퍼재로부터의 박리성, 피스탬퍼재의 전사 편재나 전사 결함을, SEM 사진상(寫眞像) 및 AFM 사진상으로부터 평가하였다. 결과를 표2에 나타낸다. [표2]에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, S-1∼6의 수지는, 박리성 불량 또는 수지변형을 일으키고 양호한 임프린트성 및 전사성을 구비 하고 있지 않다.With the above apparatus, the transfer test was carried out by changing the type and thickness of the resin under conditions of a temperature of 130 degrees, a weight of 10 kN and a transfer time of 300 seconds. Peelability from the stamper material after thermal imprinting, transfer unevenness and transfer defect of the piece stamper material were evaluated from the SEM image image and the AF image image. The results are shown in Table 2. As is clearly shown in Table 2, the resins of S-1 to 6 cause poor peelability or resin deformation and do not have good imprintability and transferability.
[표2][Table 2]
사용수지
(피스탬퍼부재)
Resin
(Piece tamper member)
막 두께
(μm)
Film thickness
(μm)
전사결과
Transcription Result
S-1
S-1
S-1
S-1
S-1
S-1
4.5
10
50
4.5
10
50
x : 박리불량은 없고, 수지변형은 있음
x : 박리불량은 없고, 수지변형은 있음
x : 박리불량은 없고, 수지변형은 있음
x: No peeling defect, resin deformation
x: No peeling defect, resin deformation
x: No peeling defect, resin deformation
S-2
S-2
10
10
x : 박리불량은 없고, 수지변형은 있음
x: No peeling defect, resin deformation
S-3
S-3
10
10
xx : 몰드에 수지가 붙어 떨어지지 않음
xx: resin does not stick to mold
S-3
S-3
45
45
xx : 박리불량, 수지변형존재
xx: Peeling defect, resin deformation
S-4
S-4
10
10
xx : 박리불량, 수지변형존재
xx: Peeling defect, resin deformation
S-5
S-5
10
10
x : 박리불량은 없고, 수지변형은 있음
x: No peeling defect, resin deformation
S-6
S-6
10
10
xx : 몰드에 수지가 붙어 떨어지지 않음
xx: resin does not stick to mold
(실시예1∼3 및 비교예1∼7)(Examples 1-3 and Comparative Examples 1-7)
[본 발명에 의한 피스탬퍼 부재의 임프린트성 및 전사성의 평가][Evaluation of Imprintability and Transferability of a Piece Tamper Member According to the Present Invention]
S-1(고분자량 열가소성 수지성분(A))과 S-3(저분자량 열가소성 수지성분(B))의 배합비(配合比)를 바꾼 수지조성물E-1∼E-3 및 H1∼H7을 조제하여, 모두 두께 10μm의 시트 모양의 피스탬퍼 부재를 작성하고, 온도 130도, 가중 10kN, 전사시간 300초의 조건으로 열임프린트를 하였다. 전사는, 상기의 명창기공(주)제 NM0401 및 도시바기계(주)제 ST50을 사용하였다. 「임프린트성」 및 「전사성」은, SEM 사진상 및 AFM 사진상으로부터 평가하였다. 결과를 [표3]에 나타낸다.Preparation of resin compositions E-1 to E-3 and H1 to H7 which changed the mixing ratio of S-1 (high molecular weight thermoplastic resin component (A)) and S-3 (low molecular weight thermoplastic resin component (B)) Then, a sheet-shaped piece of taper member having a thickness of 10 µm was all prepared, and thermal imprinting was performed under conditions of a temperature of 130 degrees, a weight of 10 Hz and a transfer time of 300 seconds. As the transfer, Nm0401 manufactured by Myeong Poong Co., Ltd. and ST50 manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. were used. "Imprintability" and "transcriptional property" were evaluated from the SEM photograph image and the AFM image image. The results are shown in [Table 3].
또한 사용한 피스탬퍼 부재의 열임프린트 시의 전사 정밀도에 대하여, 첨부된 도면 [도6]에 나타내는 AFM 사진상으로부터 평가한 결과를 [표4]에 나타낸다. 표3 및 표4로부터, 열임프린트 시에, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 수지조성물은, 우수한 「임프린트성」과 「전사성」을 구비하는 것을 명확하게 알 수 있다.Table 4 shows the results of evaluation of the transfer accuracy at the time of thermal imprinting of the used piecetamper member from the AF photograph shown in FIG. 6. From Tables 3 and 4, it can be clearly seen that the resin composition for the piece tamper member of the present invention has excellent "imprintability" and "transferability" during thermal imprinting.
[표3][Table 3]
고분자량체(A)/저분자량체(B)
배합질량비 ; 수지S-1 : 수지S-3
High molecular weight (A) / low molecular weight (B)
Compounding mass ratio; Resin S-1: Resin S-3
열압착 전사 프로세스의 [임프린트성]
및 [전사성]의 평가
[Imprintability] of Thermocompression Transfer Process
And evaluation of [transcriptionality]
(실시예1~3)
E1 9:1
E2 8:2
E3 7:3
(Examples 1-3)
E1 9: 1
E2 8: 2
E3 7: 3
o : 박리불량, 수지변형 없음
o : 박리불량, 수지변형 없음
o : 박리불량, 수지변형 없음
o: No peeling defect, no resin deformation
o: No peeling defect, no resin deformation
o: No peeling defect, no resin deformation
(비교예1~7)
H1 10:0
H2 6:4
H3 5:5
H4 4:6
H5 3:7
H6 2:8
H7 1:9
(Comparative Examples 1-7)
H1 10: 0
H2 6: 4
H3 5: 5
H4 4: 6
H5 3: 7
H6 2: 8
H7 1: 9
x : 박리불량은 없음, 수지변형 있음
x : 박리불량은 없음, 수지변형 있음
xx : 박리불량, 수지변형존재
xx : 박리불량, 수지변형존재
xx : 박리불량, 수지변형존재
xx : 박리불량, 수지변형존재
xx : 몰드에 수지가 붙어 떨어지지 않음
x: No peeling defect, resin deformation
x: No peeling defect, resin deformation
xx: Peeling defect, resin deformation
xx: Peeling defect, resin deformation
xx: Peeling defect, resin deformation
xx: Peeling defect, resin deformation
xx: resin does not stick to mold
[표4][Table 4]
시료명
Name of sample
피치 폭(nm)
Pitch width (nm)
홈 깊이(nm)
Groove depth (nm)
패턴의 경사각(도)
Tilt angle of the pattern in degrees
몰드
Mold
410
410
309
309
85
85
H1
H1
600
600
303
303
85
85
E2
E2
403
403
294
294
84
84
H2
H2
403
403
294
294
80
80
본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 피스탬퍼 부재를 만들고, 평행 라인 모양의 스탬퍼재 및 도트 패턴(dot pattern)의 스탬퍼재로 열임프린트를 한 후의 피스탬퍼 부재의 SEM 사진상 및 AFM 사진상을 도2∼도6에 나타낸다. [도2](a), [도3](a), [도4](a), (b) [도5](a), [도6](c)은, 모두 실시예2(E2)의 사진이며, [도2](b), [도3](b), [도4](c), [도5](c), [도6](d)은, 모두 비교예2(H2)의 사진이다.A SE photograph image and an AFM photograph image of a piece stamper member after a piece stamper member is made using the thermoplastic resin composition for a piece stamper member of the present invention and thermally imprinted with a stamper material having a parallel line shape and a dot pattern. 2 to 6 are shown. Fig. 2 (a), Fig. 3 (a), Fig. 4 (a), and (b) Fig. 5 (a) and Fig. 6 (c) are all examples 2 (E2). Fig. 2 (b), Fig. 3 (b), Fig. 4 (c), Fig. 5 (c), and Fig. 6 (d) are all comparative examples. (H2) is a photograph.
도2∼6으로부터, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물은, 박리성이 우수하기 때문에 수지의 변형이 없고, 수지의 유동성이 우수하기 때문에 전사 편재나 전사 결함이 없는 것을 분명하게 알 수 있다.2 to 6 clearly show that the thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention is excellent in peelability, and thus there is no deformation of the resin, and excellent in fluidity of the resin, so that there is no transfer localization or transfer defect. .
본 발명의 피스탬퍼 부재용 수지조성물은, 열 나노임프린트 성형이나 사출 압축 성형 등의 열압착 전사 프로세스에 있어서, 우수한 「임프린트성」과 「전사성」을 구비하고 있어, 열임프린트에 의하여 얻어지는 표면에 미 세구조를 구비하는 수지 성형체는, 회절격자 광필터, 파장 광변환소자, 편광필름, 광도파로형 파장필터, 휴대PC용 광배선으로서의 광도파로, 투과형 브레이즈드 회절격자, 광 픽업부의 회절격자, 파장분리필터, 프레넬 렌즈(태양광 집광렌즈, OHP의 확대 투영용 렌즈), 마이크로렌즈 어레이, 각종 비구면 렌즈, 사출성형 비구면 렌즈(필드렌즈, 릴레이렌즈) 등의 광학부품, 비선형 광전자부품, CD, DVD 등 광기록매체, LED확산 필름, LED집광판, 연료전지용 세퍼레이터, 외부진단용 칩, 세포배양 칩, 장기대용 부재 등에 이용할 수 있다.The resin composition for a piece tamper member of the present invention has excellent "imprintability" and "transcriptional property" in thermocompression transfer processes such as thermal nanoimprint molding and injection compression molding. The resin molded article having a fine structure includes a diffraction grating optical filter, a wavelength light conversion element, a polarizing film, an optical waveguide type wavelength filter, an optical waveguide as an optical wiring for a portable PC, a transmission brazed diffraction grating, a diffraction grating of an optical pickup section, Optical components such as wavelength separation filter, Fresnel lens (solar condenser lens, OHP magnifying lens), microlens array, various aspherical lens, injection molded aspherical lens (field lens, relay lens), nonlinear optoelectronic parts, CD , Optical recording media such as DVD, LED diffusion film, LED light collecting plate, separator for fuel cell, external diagnosis , Cell culture may be used or the like chips, long substitute member.
도1은, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물에 있어서 GPC에 의하여 얻어지는 분자량 분포도를 나타낸다. 1 shows a molecular weight distribution diagram obtained by a PCC in the thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention.
도2는, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 피스탬퍼 부재를 만들고, 평행 라인 모양의 스탬퍼재로 열임프린트를 한 후의 피스탬퍼 부재의 SEM 사진상을 나타낸다. 특히, 임프린트의 단부를 나타내고 있다.Fig. 2 shows a SEM image of a piece stamper member after a piece stamper member is made using the thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention and thermally imprinted with a parallel line stamper. In particular, the end of the imprint is shown.
도3은, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 피스탬퍼 부재를 만들고, 도트 패턴의 스탬퍼재로 열임프린트를 한 후의 피스탬퍼 부재의 SEM 사진상을 나타낸다.Fig. 3 shows a SEM image of a piece stamper member after a piece stamper member is made using the thermoplastic resin composition for a piece stamper member of the present invention and thermally imprinted with a stamp pattern material of a dot pattern.
도4는, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 피스탬퍼 부재를 만들고, 평행 라인 모양의 스탬퍼재로 열임프린트를 한 후의 피스탬퍼 부재의 SEM 사진상을 나타낸다.Fig. 4 shows a SEM image of a piece stamper member after a piece stamper member is made using the thermoplastic resin composition for a piece tamper member of the present invention and thermally imprinted with a parallel line stamper.
도5는, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 피스탬퍼 부재를 만들고, 평행 라인 모양의 스탬퍼재로 열임프린트를 한 후의 피스탬퍼 부재의 AFM 사진상을 나타낸다.Fig. 5 shows an AF photographic image of a piece stamper member after a piece stamper member is made using the thermoplastic resin composition for a piece stamper member of the present invention and thermally imprinted with a parallel line stamper.
도6은, 본 발명의 피스탬퍼 부재용 열가소성 수지 조성물을 사용하여 피스탬퍼 부재를 만들고, 평행 라인 모양의 스탬퍼재로 열임프린트를 한 후의 피스탬퍼 부재의 단면의 AFM 사진상을 나타낸다.Fig. 6 shows an AF photographic image of a cross section of a piece stamper member after a piece stamper member is made using the thermoplastic resin composition for a piece stamper member of the present invention and thermally imprinted with a parallel line stamper.
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