KR20090074721A

KR20090074721A - 미세형상 전사시트의 제조 방법 및 제조 장치

Info

Publication number: KR20090074721A
Application number: KR1020097000763A
Authority: KR
Inventors: 노부츠구 치기라; 키요시 미노우라; 후미야스 노무라
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-07-07
Also published as: TW200824882A; CN101522396B; JPWO2008038789A1; KR101400820B1; CN101522396A; JP4946871B2; WO2008038789A1; TWI396617B

Abstract

본 발명의 목적은 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 양자를 접촉, 가압시킴으로써 시트상 기재 표면에 미세 요철형상을 부형할 때에, 전사면에서 금형과 시트상 기재 사이에 공기를 도입시켜 버리는 것에 의한 전사 불량을 발생시키는 일 없이, 원하는 대로의 미세 요철형상이 표면에 형성된 시트의 제조 방법과, 제조 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법과 제조 장치는, 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 양자를 접촉, 가압시킴으로써 상기 시트상 기재 표면에 상기 미세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트의 제조 방법에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형하는 것이다.

미세형상 전사 시트

Description

미세형상 전사시트의 제조 방법 및 제조 장치{PROCESS FOR PRODUCING MICROCONFIGURATION TRANSFER SHEET AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 미세형상이 전사되어서 표면에 상기 미세한 입체적 형상을 갖는 시트의 제조 방법과 제조 장치에 관한 것이다.

수지 시트 등의 표면에 미세한 요철 등의 입체적 형상을 성형하는 방법으로서, 수지 시트 등에 대하여 가열된 미세한 요철을 갖는 금형을 압박함으로써 상기 요철 입체형상을 상기 수지 시트에 전사시키는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1-2).

그러나, 이 방법으로 대면적의 수지 시트에 미세한 형상을 전사 성형하려고 할 경우, 전사면에서 금형과 피가공 시트의 사이에 에어를 도입시켜 미세한 입체형상이 완전하게 전사되지 않고 전사 불량을 일으킨다고 하는 문제가 있었다.

이 에어를 도입시킨다고 하는 문제는, 피처리 시트상 기재가 두께 편차가 있을 때나, 가압판의 평면성에 편차가 있을 때 등에 일어나는 것이었다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 상기 특허문헌 2에서는 가압판의 접촉 개시 시에 전사판을 수지 시트에 대하여 돌출하도록 굴곡시키는 것, 그리고 그 상태에서 가압함으로써 부형면(賦形面)의 중앙 근방으로부터 에어가 배제되면서 가압판이 필름에 접촉해 가서 미세형상을 전사하도록 한 방법과 장치가 제안되고, 구체적으로 상기 굴곡은 탄성이 다른 스프링 부재에 의해 실시하고 있다.

그러나, 상기 방법에서는 탄성이 다른 스프링에 의해 가압판을 굴곡시키고 있기 때문에 프레스 가압에 의해 평탄화해도 돌출부의 압력이 높은 등의 이유 때문에 부형면의 면압에 분포가 생기게 되고, 이것에 의해 미세형상의 전사 정밀도가 부형면 내에서 달라, 결과적으로 균일한 전사 정밀도는 역시 얻을 수 없는 것이었다. 이것은, 특히 표면 형상이 미세하게 될수록 현저하며, 또한 면압 분포가 다르기 때문에 얻어지는 가공이 끝난 시트의 두께에도 영향을 주어버릴 경우가 있어서 바람직하지 못하다. 또한, 변형량을 변화시키고 싶을 때에는 그 때마다 스프링 부재나 그 지지 홀더의 위치를 교환하는 수고가 필요해 실제적인 것은 아니었다.

특허문헌 1 : 일본 특허공개 평5-60920호 공보

특허문헌 2 : 일본 특허공개 2006-35573호 공보

본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 점을 감안하여 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 양자를 접촉, 가압시킴으로써 시트상 기재 표면에 미세 요철형상을 부형할 때에, 전사면에서 금형과 시트상 기재 사이에 공기를 도입하여 버리는 것에 의한 전사 불량을 발생시키는 일이 없고, 원하는 대로의 미세 요철형상이 표면에 성형된 시트를 제조하는 방법과 제조 장치를 제공하는 것에 있다.

상술한 목적을 달성하는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법은, 이하의 (1)의 구성으로 이루어지는 것이다.

(1) 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 양자를 접촉, 가압시킴으로써 상기 시트상 기재 표면에 상기 미세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트의 제조 방법에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형하는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.

또한 이러한 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법은, 보다 구체적으로 바람직하게는 이하의 (2) 또는 (3)의 구성으로 이루어지는 것이다.

(2) 상기 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형할 때에 시트상 기재의 부형면 내의 한 점으로부터 최초로 가압이 시작되고, 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 가압력이 작아지도록 평면성을 변화시키는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 미세형상 전사시트의 제조 방법.

(3) 상기 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형할 때에 부형 개시 후에 부형면 내의 가압력이 균일해지도록 부형면의 평면성을 변화시키는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 (2) 기재의 미세형상 전사시트의 제조 방법.

또한, 상술한 목적을 달성하는 다른 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법은, 이하의 (4)의 구성으로 이루어지는 것이다.

(4) 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 상기 시트상 기재와 금형의 양자를 접촉시켜서 가압함으로써 상기 시트상 기재 표면에 상기 미세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트의 제조 방법에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 온도 조정해서 부형하는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.

또한, 이러한 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법은, 보다 구체적으로 바람직하게는 이하의 (5) 또는 (6)의 구성으로 이루어지는 것이다.

(5) 상기 부형면의 평면성이 상기 시트상 기재의 부형면에 있어서의 두께 분포의 최대값보다 커지도록 온도 조정하는 것을 특징으로 하는 상기 (4) 기재의 미세형상 전사시트의 제조 방법.

(6) 부형시의 상기 금형과 상기 시트상 기재가 접촉하는 시점에 있어서, 상기 부형면의 한 점의 온도가 상기 부형면의 그 밖의 부위보다 온도가 높고, 부형 개시 후에 온도차가 작아지도록 변화시키는 것을 특징으로 하는 상기 (4) 또는 (5) 기재의 미세형상 전사시트의 제조 방법.

또한, 상술한 목적을 달성하는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치는, 이하의 (7)의 구성을 갖는다.

(7) 시트상 기재 및 미세 요철형상을 갖은 금형과, 상기 시트상 기재와 상기 금형을 가열, 가압하는 수단을 구비한 미세형상 전사시트 제조 장치에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 금형 및/또는 한 쌍의 가압판의 온도에 구배가 부여된 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.

또한, 이러한 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치에 있어서, 바람직하게는 이하의 (8)∼(14) 중 어느 하나의 구성으로 이루어진다.

(8) 상기 금형에 온도 조정 수단을 설치하고, 금형의 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 금형의 온도에 구배가 부여된 것을 특징으로 하는 상기 (7)에 기재된 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(9) 상기 가압판 또는 상기 금형을 가열하는 가열원의 와트 밀도가, 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (7) 또는 (8) 기재의 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(10) 상기 가압판 또는 금형을 가열하는 수단으로서 저항가열식 히터를 사용하고, 가압판 또는 금형에 설치된 히터 배선의 밀도가 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (7)∼(9) 중 어느 하나에 기재된 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(11) 상기 가압판 또는 금형을 가열하는 수단으로서 열매를 사용하고, 상기 가압판 또는 금형에 형성된 열매 유로의 밀도가 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (7)∼(10) 중 어느 하나에 기재된 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(12) 상기 가압판 또는 상기 금형을 그 부형면 내에서 광범위하게 온도 상승시키기 위한 가열수단과, 임의점을 온도 상승시키기 위한 독립된 가열수단의 2계통을 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (7)∼(11) 중 어느 하나에 기재된 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(13) 상기 가압판 또는 상기 금형을 그 부형면 내에서 광범위하게 온도 상승시키기 위한 가열수단과, 부형면의 둘레가장자리부를 온도 하강시키기 위한 독립된 냉각수단의 2계통을 설치한 것을 특징으로 하는 상기 (7)∼(12) 중 어느 하나에 기재된 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(14) 상기 시트상 기재의 두께 측정수단과, 상기 두께 측정수단으로부터 상기 가열수단, 냉각수단을 제어하는 신호를 송신하는 수단이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (7)∼(13) 중 어느 하나에 기재된 미세형상 전사시트의 제조 장치.

(발명의 효과)

본 발명의 방법, 장치에 의하면 금형 및/또는 가압판 자체에 평면성(부형면의 평면성)을 제어하는 기능을 갖게 하고, 그 때의 시트, 금형의 상태에 따라 굴곡량, 위치를 조작하는 것에 특징이 있는 것이며, 가압 후에 에어를 배제하면서 균일 면압 상태로 이행시킬 수 있게 된다.

따라서, 가압 후에 있어서의 부형면 내의 압력을 균일화시킴과 아울러 에어를 배제할 수 있기 때문에 에어 도입이 없어져서 균일하고 높은 정밀도의 전사 성형 상태를 얻는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법, 제조 장치에 의하면 표면에 미세형상이 전사된 시트를 양호하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법을 실시하는데에 바람직하게 사용되는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 일실시형태예를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 2는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법을 실시하는데에 바람직하게 사용되는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 다른 일실시형태예를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치를 이용하여 부형면 중앙부의 가열 상태를 온으로 해서 프레스를 한 상태를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치를 이용하여 부형면 중앙부의 가열 상태를 온으로 해서 프레스를 한 후에 오프로 하고, 부형면을 균일 온도화해서 평탄화한 프레스 상태를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 5는 도 1에 나타낸 본 발명에 따른 미세형상 전사시트의 제조 장치에 있어서의 온조 플레이트의 온도분포와 상기 온조 플레이트의 열팽창량의 관계의 일례를 모델적으로 설명하는 개략 정면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 미세형상 전사시트의 제조 장치에 있어서의 온조 플레이트 내의 중앙부에 가열 매체를 부설하는 각종 형태예를 모델적으로 나타낸 개략적인 평면도이며, 동 도면에 있어서 (a)는 중앙 열매 배관(병행) 방식, (b)는 중앙 열매 배관(직행) 방식, (c)는 중앙 히터 매설 및 열매 배관 방식, (d)는 히터 매설 방식을 나타내고, (a)∼(d)의 각 도면에 있어서 좌측에 나타낸 것이 평면도, 우측에 나타낸 것은 그 측면도이다.

도 7은 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법을 실시하는데에 바람직하게 사용되는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 다른 일실시형태예를 모델적으로 나타낸 것이며, 금형 내에 온조 시스템을 장착한 장치예를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치를 이용하여 부형면 중앙부의 가열 상태를 온으로 해서 프레스를 한 상태를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 9는 도 1에 나타낸 본 발명에 따른 미세형상 전사시트의 제조 장치에, 시트 두께에 따라 가열수단, 냉각수단을 제어하는 구성을 부가한 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 다른 일실시형태예를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 미세형상 전사시트 제조 장치 2 : 프레스 장치

3 : 금형 4 : 시트상 기재

5 : 상부 온조 플레이트 6 : 하부 온조 플레이트

7 : 중앙 가열용 열매유로 8 : 열매 순환 장치

9 : 냉각수 순환 장치 10 : 중앙 가열용 히터

21 : 시트 두께 측정센서 22 : 시트 반송롤

23: 신호 연산기

이하, 도면 등을 참조하면서 더욱 상세하게 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법, 제조 장치에 대하여 설명한다.

본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법은, 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 상기 시트상 기재와 상기 금형의 양자를 접촉, 가압 시킴으로써 시트상 기재 표면에 상기 미세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트 제조 방법에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형하는 것을 특징으로 하는 것이다.

여기에서, 「부형면의 평면성」이란 「가압판과 금형 사이의 간극으로서 형성되는 평판상 공간의 평면 정도」를 말하고, 「평면성을 변화시킨다」라고 하는 것은 그 평면성의 정도를 변화시키는 것을 말한다. 또한 여기에서, 상기 부형면의 평면성은 가압판과 금형의 조합 뿐만 아니라, 금형을 상하로 사용할 경우에 있어서도, 또한 그 경우에 가압판을 사용할 경우에 있어서도 마찬가지이다.

본 발명의 방법에 있어서, 이 부형면의 평면성을 변화시킬 때에, 바람직하게는 시트상 기재의 부형면 내의 한 점으로부터 최초로 가압이 시작되고, 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 가압력이 작아지도록 평면성을 변화시키는 것이다. 즉, 에어를 도입시키지 않고 배제하면서 가압해 가는 것은, 특히 최초의 가압점이 부형면의 중앙·중심부일 필요는 없고, 부형면의 가장자리 단부 부근에 있는 한 점 등이어도 좋다. 이 가장자리 단부 부근의 한 점으로부터 가압을 시작할 때에는, 그 반대측에 있는 가장자리 단부측을 향해서 서서히 가압력이 작아지도록 평면성을 변화시키는 것이다.

여기에서, 「서서히 가압력이 작아지도록 평면성을 변화시킨다」라고 하는 것은, 부형면에 있어서 각 단위면적당 가해지는 압력이 서서히 작아져 가도록 하는 것을 말한다.

이 부형면의 평면성을 변화시킬 때에, 부형 개시 후에 있어서는 부형면 내의 가압력이 균일해지도록 부형면의 평면성을 변화시키는 것이 바람직하다. 여기에서 말하는 「부형 개시 후」라고 하는 것은, 시트상 기재의 부형면 내의 한 점이 금형 및/또는 가압판(가압 플레이트)과 접촉하여 최초로 가압이 시작된 상태보다 후의 것이며, 상기 상태로 된 후에는 균일해지도록 제어하는 것이 유효한 것이다.

이상과 같은 가압력의 일련의 제어는, 가압판(가압 플레이트) 또는 금형에 있어서의 부형면에 부분적인 가열을 함으로써 부분적인 열팽창 변형을 발생시키고, 그것에 의해 시트상 기재에 접촉하는 금형이 최초에는 어떤 한 점 부분에서 접촉하고, 가압이 진행됨에 따라서 접촉 부분이 둘레가장자리부를 향해 넓혀져 가도록 함으로써 행할 수 있고, 구체적으로는, 이하에 설명하는 바와 같은 본 발명의 구체적 방법으로 행하는 것이다.

즉, 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법은, 구체적으로는 시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 상기 시트상 기재와 금형의 양자를 접촉시켜서 가압함으로써 상기 시트상 기재 표면에 상기 미세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트 제조 방법에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형 면 내에 있어서의 한 점으로부터 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 온도 조정해서 부형을 하는 방법이다.

이러한 방법에 있어서, 바람직하게는 상기 부형면의 평면성이 상기 시트상 기재의 부형면에 있어서의 두께 분포의 최대값보다 커지도록 온도 조정하는 것이며, 여기에서, 「부형면의 평면성이 상기 시트상 기재의 부형면에 있어서의 두께 분포의 최대값보다 크다」라고 하는 것은, 평면성의 정도의 수치가 시트 두께 분포의 최대값보다 큰 상태인 것을 말한다.

또한, 바람직하게는 부형시의 금형과 시트상 기재가 접촉하는 시점에 있어서, 상기 부형면의 한 점의 온도가 상기 부형면의 그 밖의 부위보다 온도가 높고, 부형 개시 후에 온도차가 작아지도록 변화시키는 것이다.

본 발명의 상술한 구체적 방법은, 이하에 설명하는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치에 의해 행할 수 있다.

즉, 시트상 기재 및 미세 요철형상을 갖는 금형과, 상기 시트상 기재와 상기 금형을 가열, 가압하는 수단을 구비한 미세형상 전사시트 제조 장치에 있어서, 상기 시트상 기재 및 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 금형 중 적어도 1개 또는 그 조합으로 구성되는 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 금형 및/또는 한 쌍의 가압판의 온도에 구배가 부여된 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치이다.

도 1은 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법을 실시하는데에 바람직하게 사용되는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 일실시형태예를 모델적으 로 나타낸 개략 정면도이며, 도 2는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 방법을 실시하는데에 바람직하게 사용되는 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 다른 일실시형태예를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 1, 도 2에 있어서, 1은 미세형상 전사시트 제조 장치, 2는 프레스 장치, 3은 금형, 4는 시트상 기재, 5는 상부 온조 플레이트, 6은 하부 온조 플레이트, 7은 중앙 가열용 열매유로, 8은 열매 순환 장치, 9는 냉각수 순환 장치, 10은 중앙 가열용 히터이며, 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 형성되는 금형 및/또는 한 쌍의 가압판의 온도의 구배는, 도 1의 형태에서는 중앙 가열용 열매유로(7), 도 2의 형태에서는 중앙 가열용 히터(10)를 특히 설치함으로써 실현된다. 따라서, 이 도 1, 도 2에 나타낸 형태에서는, 상부 온조 플레이트(5), 하부 온조 플레이트(6)가 청구항 1에서 말하는 가압판을 구성하고 있는 것이다.

도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치를 이용하여 부형면의 중앙부의 가열 상태를 온으로 해서 프레스를 한 상태를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다. 온조 플레이트(5, 6)가 부형면 중앙부에 있어서 팽창되어 부풀어올라 있는 상태를 나타낸 것이다.

도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치를 이용하여 부형면의 중앙부의 가열 상태를 온으로 해서 프레스를 한 후(즉, 부형 개시 후)에 오프로 하고, 부형면을 균일 온도화해서 평탄화한 상태를 모델적으로 나타낸 개략정면도이다.

도 5는 도 1에 나타낸 본 발명에 따른 미세형상 전사시트의 제조 장치에 있어서의 온조 플레이트의 온도분포와 상기 온조 플레이트의 열팽창량의 관계의 일례를 모델적으로 설명하는 개략 정면도이며, 후술하는 실시예 1에 있어서의 상태를 나타낸 것이다. 여기에 나타낸 바와 같이, 온조 플레이트의 단부와 중앙부에서 10℃의 온도차(100℃∼10℃)가 발생되도록 함으로써 플레이트의 팽창량은 연직면 방향의 높이의 차이로 해서 15㎛(175∼190㎛)의 구배가 생긴다. 이 구배차를 이용해서 에어를 도입시키지 않도록 해서 부형면 전체를 가압 상태로 할 수 있고, 상기 전체의 가압 상태로 되었을 때에는 상기 구배차가 소멸되도록 중앙부의 부분적 부가 가열을 오프로 하는 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 미세형상 전사시트의 제조 장치에 있어서의 온조 플레이트 내의 중앙부에 가열 매체를 부설하는 상태의 4가지의 예를 모델적으로 나타낸 개략적인 평면도이다. 동 도면에 있어서, (a)는 중앙 열매 배관(병행) 방식, (b)는 중앙 열매 배관(직행) 방식, (c)는 중앙 히터 매설 및 열매 배관 방식, (d)는 히터 매설 방식이며, (a)∼(d)의 각 도면에 있어서 좌측에 나타낸 것이 평면도, 우측에 나타낸 것이 그 측면도이다.

가열에 사용하는 열매의 배관 유로나 히터는 반드시 온조 플레이트에 설치할 필요는 없고, 통상의 온조 플레이트는 그대로 사용하고, 특히, 금형 내부에 부분적으로 열매의 배관 유로나 히터를 부설해도 좋다. 도 7은 그 경우의 본 발명의 미세형상 전사시트의 제조 장치의 다른 일실시형태예를 모델적으로 나타낸 것이며, 금형 내에 온조 시스템을 장착한 장치예를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다. 도 8 은 도 7에 나타낸 미세형상 전사시트의 제조 장치를 이용하여 부형면의 중앙부의 가열 상태를 온으로 해서 프레스를 한 상태를 모델적으로 나타낸 개략 정면도이다.

도 9에 나타낸 장치의 형태예에 있어서는, 시트상 기재의 두께 측정수단과, 상기 두께 측정수단으로부터 가열수단, 냉각수단을 제어하는 신호를 송신하는 수단이 설치되어 있는 것이며, 21은 시트 두께 측정센서, 22는 시트 반송롤, 23은 신호 연산기이며, 부형 가압 개시 전의 시트상 기재의 두께를 상기 시트 두께 측정센서(21)에 의해 인라인에 있어서 순서대로 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 그 가공 배치(batch)에 있어서의 온도 제어, 평면성 제어 등을 하도록 구성한 것이다.

즉, 본 발명의 장치에 있어서, 하나의 구조로서 바람직하게는, 금형에 온도 조정 수단을 설치하고, 금형의 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 금형의 온도에 구배가 부여된 것이다. 금형 내에 설치하면 온조 플레이트는 통상의 것을 사용할 수 있으므로 형편이 좋은 경우가 많기 때문이다.

이것을 실현하는 구성의 일례로서, 열매유로가 내부에 형성된 금형 또는 가압판(가압 플레이트)에 열매 및 냉매를 순환시키는 복수의 온조 계통을 접속한 것을 들 수 있다. 단부에 흐르는 열매 온도를 중앙부보다 낮게 설정하면 열매 온도가 낮은 금형 단부에서는 온도 상승이 늦어지기 때문에 프레스 성형할 때에 금형의 중앙 부근으로부터 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하는 적당한 온도구배를 부여할 수 있다. 또한, 중앙과 단부의 온도차는 프레스하는 시트 기재나 패턴 형상에 따라 다르지만, 일반적으로는, 1∼20℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ∼10℃의 범위이다. 1℃ 이하의 경우 금형에 온도 구배를 부여할 수 없고, 또한 20℃ 이상이면 단부에서 금형 온도가 지나치게 낮아서 시트 기재의 성형성이 저하될 가능성이 높다.

또한 바람직하게는, 가압판(가압 플레이트) 또는 금형을 가열하는 가열원의 와트 밀도가 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것이며, 특히, 여기에서 말하는 「부형면 내」라고 하는 것은, 가열원이 가압판(가압 플레이트) 또는/및 금형 중 어디에 설치되어 있는 경우에나 전체 가열원을 대상으로 하여 와트 밀도가 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것이다. 본 발명의 효과를 현저하게 얻기 위해서 바람직한 것이며, 상기 한 점의 와트 밀도는 다른 부분보다 5㎾/㎡(0.5W/㎠) 이상은 높은 것이 바람직하고, 상한은 50㎾/㎡(5.0W/㎠) 정도까지이다. 따라서, 금형 등의 전열성에도 의하지만 10∼30㎾/㎡(1.0∼3.0W/㎠) 정도 높은 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명의 장치에 있어서 바람직하게는, 가압판 또는 금형을 가열하는 수단으로서 저항가열식 히터를 사용하고, 가압판 또는 금형에 설치된 히터 배선의 밀도가 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것이다.

또한 가압판 또는 금형을 가열하는 수단으로서 열매를 사용하고, 가압판 또는 금형에 형성된 열매유로의 밀도가 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것이다.

또한 가열수단은 가압판 또는 금형을 그 부형면 내에서 광범위하게 온도 상 승시키기 위한 가열수단과 임의점을 온도 상승시키기 위한 독립된 가열수단의 2계통을 설치한 것임이 바람직하다.

또한 가압판 또는 금형을 그 부형면 내에서 광범위하게 온도 상승시키기 위한 가열수단과, 부형면의 둘레가장자리부를 온도 하강시키기 위한 독립된 냉각수단의 2계통을 설치한 것임이 바람직하다.

프레스는, 도시하지 않는 유압펌프와 오일 탱크에 접속되어 있고, 유압펌프 에 의하여 상부 온조 플레이트(5)의 승강 동작 및 가압력의 제어를 행한다. 또한 본 실시형태에서는 유압방식의 프레스 실린더를 적용하고 있지만, 가압력을 제어할 수 있는 기구이면 어떠한 것이라도 좋다.

압력범위는 0.1㎫∼20㎫의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1㎫∼10㎫의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

프레스의 승압 속도는 0.01㎫/s∼1㎫/s의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.05㎫/s∼0.5㎫/s의 범위에서 제어할 수 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 금형(3)에 대하여 설명한다. 금형의 전사면은 미세한 패턴을 갖는 것이며, 금형에 상기 패턴을 형성하는 방법으로서는 기계 가공, 레이저 가공, 포토리소그래피, 전자선 묘화방법 등이 있다. 여기에서, 금형에 형성되는 「미세 요철형상」이란, 높이가 10㎚∼1㎜, 주기가 10㎚∼1㎜의 범위에서 주기적으로 반복된 볼록 형상이다. 볼록 형상의 높이는 보다 바람직하게는 1㎛∼100㎛, 주기는 보다 바람직하게 1㎛∼100㎛이다. 또한 볼록 형상의 예로서는, 3각뿔, 원뿔, 4각기 둥, 돔 형상 등으로 대표되는 임의의 형상의 돌기물이 이산(離散) 형상, 도트 형상으로 배치된 것이나, 단면이 삼각, 사각, 사다리꼴, 반원, 타원 등으로 대표되는 임의의 형상의 돌기물이 스트라이프 형상으로 배치된 것 등이 있다.

금형의 재질로서는, 원하는 프레스시의 강도, 패턴 가공 정밀도, 필름의 이형성이 얻어지는 것이면 되고, 예를 들면 스테인레스, 니켈, 동 등을 포함한 금속재료, 실리콘, 유리, 세라믹스, 수지, 또는 이것들의 표면에 이형성을 향상시키기 위한 유기막을 피복시킨 것이 바람직하게 사용된다. 상기 금형의 미세한 패턴은 시트 표면에 부여하고 싶은 미세한 요철 패턴에 대응해서 형성되어 있는 것이다.

온조 플레이트는, 바람직하게는 알루미늄 합금제의 것으로 하고, 플레이트 내에 주조된 전열 히터에 의해 제어하는 것이 좋다. 또한 온조 플레이트 내에 주조된 동 또는 스테인레스 배관, 또는 기계 가공에 의해 가공한 구멍의 내부에 온도 조정된 열매체를 흐르게 함으로써 가열 제어하는 것이라도 좋다. 또한, 양자를 조합시킨 장치 구성이어도 좋다.

시트의 두께 측정센서는 방사선식, 적외선식, 광간섭식 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또한 시트의 반송방향의 두께 측정용과 폭방향의 두께 측정용으로 2대 등, 복수대를 형성해도 되고, 또한 폭방향의 두께 측정은 센서 헤드를 수평 이동시켜서 행해도 된다. 또한, 상술의 가열수단, 냉각수단의 제어는 미리 별도의 장소에서 측정한 시트의 두께 측정결과를 이용하여 행해도 된다.

열매체로서는 배럴섬(BARREL THERM)[마츠무라 세키유(주)], NeoSK-OIL[소우켄 테크닉스(주)] 등이 좋고, 또한 100℃ 이상으로 가열된 물을 순환시켜도 좋다. 그리고, 효율적으로 전열할 수 있도록 배관 내부의 레이 노즐수가 1.0×10⁴∼12×10⁴의 범위로 되는 것이 바람직하다.

본 발명의 방법·장치에 적용되는 시트상 기재는, 유리전이온도(Tg)가 바람직하게는 40∼180℃의 것이고, 보다 바람직하게는 50∼160℃이며, 가장 바람직하게는 50∼120℃인 열가소성 수지를 주된 성분으로 하는 필름이다. 유리전이온도(Tg)가 이 범위를 밑돌면 성형품의 내열성이 낮아져 형상이 시간에 따라 변화하기 때문에 바람직하지 못하다. 또한 이 범위를 상회하면 성형 온도를 높게 하지 않을 수 없게 되어 에너지적으로 비효율이며, 또한 필름의 가열/냉각시의 체적 변동이 커져 필름이 금형에 물려들어가 이형할 수 없게 되거나, 또한 이형할 수 있다고 해도 패턴의 전사 정밀도가 저하하거나, 부분적으로 패턴이 빠져서 결점이 될 경우가 있는 등의 이유에 의해 바람직하지 못하다.

본 발명에 적용되는 열가소성 수지를 주된 성분으로 한 시트상 기재는, 바람직하게는, 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에스테르아미드계 수지, 폴리에테르에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 또는 폴리염화비닐계 수지 등으로 이루어지는 것이다. 이들 중에서 공중합하는 모노머종이 다양하고, 또한 그것에 의해 서 재료 물성의 조정이 용이한 등의 이유로부터, 특히 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아미드계 수지, 아크릴계 수지 또는 이들의 혼합물에서 선택되는 열가소성 수지로부터 주로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 상술의 열가소성 수지가 50중량% 이상으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 적용하는 필름은, 상술의 수지 단체로 이루어지는 필름이여도 관계없고, 복수의 수지층으로 이루어지는 적층체이어도 된다. 이 경우, 단체 시트와 비교해서 이활성이나, 내마찰성 등의 표면 특성이나, 기계적 강도, 내열성을 부여할 수 있다. 이렇게 복수의 수지층으로 이루어지는 적층체로 한 경우에는, 시트 전체가 상술의 요건을 만족시키는 것이 바람직하지만, 필름 전체로서는 상술 요건을 만족시키고 있지 않아도, 적어도 상술의 요건을 만족시키는 층이 표층에 형성되어 있으면 용이하게 표면을 성형할 수 있다.

또한 본 발명에 적용하는 필름의 바람직한 두께(두께, 막두께)로서는 0.01∼1㎜의 범위인 것이 바람직하다. 0.01㎜ 이하에서는 성형하는데에 충분한 두께가 아니고, 또한 1㎜ 이상에서는 필름의 강성에 의해 반송이 일반적으로 어렵다. 단, 매엽상으로 처리하는 시트이면, 반송 휨 등을 억제하기 위해서 0.3㎜ 이상, 보다 바람직하게는 1㎜ 이상의 두께를 갖는 판형상체가 바람직하다.

본 발명에 적용하는 필름의 형성 방법으로서는, 예를 들면 단체 시트의 경우, 시트 형성용 재료를 압출기 내에서 가열 용융하고, 구금으로부터 냉각한 캐스트 드럼 상에 압출하여 시트상으로 가공하는 방법(용융 캐스트법)을 들 수 있다. 그 밖의 방법으로서, 시트 형성용 재료를 용매에 용해시키고, 그 용액을 구금으로 부터 캐스트 드럼, 무단벨트 등의 지지체 상에 압출하여 막형상으로 하고, 이어서, 이러한 막층으로부터 용매를 건조 제거시켜서 시트상으로 가공하는 방법(용액 캐스트법) 등도 들 수 있다.

또한 적층체의 제조 방법으로서는, 2가지의 다른 열가소성 수지를 2대의 압출기에 투입하고, 용융해서 구금으로부터 냉각한 캐스트 드럼 상에 공압출해서 시트상으로 가공하는 방법(공압출법), 단막으로 제작한 시트에 피복층 원료를 압출기에 투입해서 용융 압출해서 구금으로부터 압출이면서 라미네이트하는 방법(용융 라미네이트법), 단막으로 제작한 시트와 이표면 부형성 시트를 각각 각각 단막 제작하고, 가열된 롤군 등에 의해 열압착하는 방법(열 라미네이트법), 기타, 시트 형성용 재료를 용매에 용해시키고, 그 용액을 시트 상에 도포하는 방법(코팅법) 등을 들 수 있다. 또한 이표면 부형성 시트 적층체의 경우에도 상기 용융 라미네이트법, 열 라미네이트법, 코팅법 등을 사용할 수 있다. 이러한 기재는, 하지 조정재나 밑칠재 등의 처리가 실시된 것이어라도 된다. 또한 다른 기능을 가진 기재와의 복합체로서의 구성도 바람직하다.

또한, 본 발명에 적용하는 필름에는 중합시 혹은 중합 후에 각종의 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가 배합할 수 있는 첨가제의 예로서는, 예를 들면 유기 미립자, 무기 미립자, 분산제, 염료, 형광증백제, 산화방지제, 내후제, 대전방지제, 이형제, 증점제, 가소제, pH 조정제 및 염 등을 들 수 있다. 특히, 이형제로서 장쇄 카르복실산, 또는 장쇄 카르복실산염 등의 저표면장력의 카르복실산이나 그 유도체,및 장쇄 알코올이나 그 유도체, 변성 실리콘 오일 등의 저표면장력의 알코올 화합 물 등을 중합시에 소량 첨가하는 것이 바람직하게 행하여진다.

또한, 본 발명에 적용하는 시트(필름)는 성형층의 표면에 이형층을 더 적층한 구성이 바람직하다. 필름의 최표면, 즉, 금형과 접하는 면에 이형층을 미리 형성함으로써 금형 표면에 형성하는 이형 코트의 내구성(반복 사용 횟수)을 향상시킬 수 있고, 가령 부분적으로 이형효과가 소실된 금형을 사용한 경우에도 문제 없이 균일하게 이형하는 것이 가능해진다. 또한, 금형에 전혀 이형 처리를 실시하지 않아도 필름측에 미리 이형층을 형성함으로써 이형이 가능해져서 금형 이형처리 비용을 삭감할 수 있게 되기 때문에 바람직하다. 또한 금형으로부터 성형 시트를 이형할 때의 수지 점착에 의한 성형 패턴 붕괴를 방지할 수 있는 것이나, 보다 고온에서의 이형이 가능해지고, 사이클 타임의 단축이 가능해지기 때문에 성형 정밀도, 생산성의 점에 있어서도 바람직하다. 또한 성형 시트 표면의 슬라이딩성이 더욱 향상됨으로써 내스크래치성이 향상되고, 제조공정 등에서 생기는 결점을 저감시키는 것도 가능해지기 때문에 바람직하다.

성형층이 지지층을 중심으로 하여 양 최외층에 적층되었을 경우, 어느 한 쪽의 성형층 표면에 이형층을 형성해도 좋고, 양 최외층에 이형층을 형성해도 좋다.

이형층을 구성하는 수지는 특별하게 한정되지 않지만, 실리콘계 수지, 불소계 수지, 지방산계 수지, 폴리에스테르계 수지, 올레핀계 수지, 또는 멜라민계 수지를 주성분으로 하여 구성하는 것이 바람직하고, 이들 중에서는 실리콘계 수지, 불소계 수지, 또는 지방산계 수지가 보다 바람직하다. 또한 이형층에는 상술의 수지 이외에도, 예를 들면 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 요소 수지, 또는 페놀 수지 등이 배합되어도 좋고, 각종의 첨가제, 예를 들면 대전방지제, 계면활성제, 산화방지제, 내열안정제, 내후안정제, 자외선 흡수제, 안료, 염료, 유기 또는 무기의 미립자, 충전제, 핵제, 가교제 등이 배합되어도 좋다. 또한 이형층의 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.01∼5㎛이다. 상기 이형층의 두께가 0.01㎛ 미만이면 상술의 이형성 향상 효과가 저하될 경우가 있어서 주의가 필요하다.

이형층을 형성하는 방법으로서는 특별하게 한정되지 않지만, 각종의 도포방법, 예를 들면 리버스 코트법, 그라비어 코트법, 로드 코트법, 바 코트법, 다이 코트법 또는 스프레이 코트법을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 도포를 제막과 동시에 행하는 인라인 코팅이 생산성, 도포 균일성의 관점으로부터 바람직하다.

실시예

이하, 실시예에 기초하여 본 발명의 방법, 장치의 구체적 구성, 효과에 대하여 설명을 한다.

이하의 각 실시예에서는, 각각에 있어서 (1)∼(10)에 나타낸 사양의 금형이나 프레스 장치, 가공 조건으로 미세형상의 부여 가공을 행하고, 미세형상 전사시트의 제조를 행한 것이다.

실시예 1

(1) 금형 사이즈 : 500㎜(필름 폭방향)×800㎜(필름 주행방향)×20㎜(두께).

(2) 금형재질 : 동.

(3) 미세형상 : 피치 50㎛, 볼록부 폭 25㎛, 볼록부 높이 50㎛이며, 필름 주 행방향으로부터 보았을 때의 단면이 직사각형 형상인 것을 사용했다.

(4) 프레스 장치 : 최대 3000kN까지 가압할 수 있는 것으로, 가압은 유압펌프에 의해 이루어진다.

(5) 프레스 장치 내에는 알루미늄 합금제로 사이즈가 700㎜(필름 폭방향)×1000㎜(필름 주행방향)의 온조 플레이트가 상하에 2장 부착되고, 각각 가열 장치, 냉각 장치에 연결되어 있다. 또한, 금형은 하측의 온조 플레이트에 부착되어 있다. 가열 장치는 열매 순환 장치이고, 열매는 배럴섬 #400(마츠무라 세키유 가부시키가이샤 제)이며, 150℃로 가열된 것을 100L/min의 유량으로 흐르게 한다. 또한 냉각 장치는 냉각수 순환 장치이고, 20℃로 냉각된 물을 150L/min의 유량으로 흐르게 하는 것이다.

(6) 또한 상하 온조 플레이트의 중앙 근방에는 7㎾의 전열 히터가 매설되어 있고, 열매 가열 장치와는 개별적으로 온도 조정 가능하다.

(7) 시트 : 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지로 이루어지고, 두께가 100㎛(두께 편차:±7㎛), 폭은 520㎜이다.

(8) 동작 방법 : 상기 장치를 사용하여 이하와 같이 성형을 행하였다. 미리, 수지 시트를 금형 상에 둔다. 다음에, 온조 플레이트 상하 모두 중앙부가 110℃, 둘레가장자리부에서 100℃로 될 때까지 가열한 후, 상측 플레이트를 하강시켜서 필름의 프레스를 개시한다. 프레스는 금형 표면에서 5㎫로, 30초 실시했다. 또한 프레스 중에 온조 플레이트의 전열 히터만을 오프로 했다. 그 후에 프레스를 계속한 채, 온조 플레이트를 상하 모두 냉각한다. 각 온조 플레이트가 60℃로 되었을 때에 냉각을 정지한다. 상하 모두 냉각이 완료되면 프레스를 개방한다. 그 후 시트를 금형으로부터 이형한다.

상기 동작을 반복하여 10장의 성형 필름을 작성했다. 성형면을 육안으로 평가한 결과, 에어의 도입이나 전사 불량 등이 없고, 전체면 균일하게 전사된 성형 시트를 얻었다.

(9) 상기 조건으로 가압 전의 온조 플레이트의 변형을 개별적으로 측정한 결과, 중앙 근방에서 190㎛, 둘레가장자리부 근방에서 175㎛이며 약 15㎛ 중앙볼록의 상태에서 프레스되어 있는 것이 확인되었다.

상기 플레이트 변형의 측정은 기엔스사제 레이저 포커스 변위계 LT8100을 사용해 행하였다. 센서 헤드를 온조 플레이트 상방에 두고, 플레이트 전체면에서 20점의 변위를 측정했다. 또한, 플레이트 변형의 측정은 선단을 단열한 다이얼 게이지를 이용하여 측정해도 좋다.

플레이트 표면의 온도 제어는 플레이트 내부에 삽입한 열전대(thermocouple)의 온도로 행한다. 미리 플레이트 표면에 열전대를 붙이고, 플레이트 표면 온도와 플레이트 내부 온도의 상관을 파악해 두고, 이 상관을 바탕으로 플레이트 내부의 온도에 의해 제어했다.

또한, 이하의 실시예, 비교예에 있어서도 마찬가지로 해서 플레이트 변형의 측정과 플레이트 표면의 온도 제어를 행하였다.

실시예 2

(2) 금형 재질 : 동.

(3) 미세형상 : 피치 50㎛, 볼록부 폭 25㎛, 볼록부 높이 50㎛이며, 필름 주행방향으로부터 보았을 때의 단면이 직사각형 형상인 것.

(5) 프레스 장치 내에는 알루미늄 합금제로 사이즈가 700㎜(필름 폭방향)×1000㎜(필름 주행방향)의 온조 플레이트가 상하에 2장 부착되고, 각각 가열 장치, 냉각 장치에 연결되어 있다. 또한, 금형은 하측의 온조 플레이트에 부착되어 있다. 가열 장치는 열매 순환 장치이고, 열매는 배럴섬 #400(마츠무라 세키유 가부시키가이샤 제)이며, 150℃로 가열한 것을 100L/min의 유량으로 흐르게 한다. 또한 냉각 장치는 냉각수 순환 장치이고, 20℃로 냉각된 물을 150L/min의 유량으로 흐르게 하는 것이다.

(6) 또한 상하 온조 플레이트의 중앙 근방에는 가열용 열매유로와는 개별의 열매유로를 설치하고, 150℃, 20L/min의 유량으로 열매(배럴섬 #400)를 흐르게 한다.

(7) 시트 : 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 두께가 100㎛(두께 편차:±10㎛), 폭은 520㎜이다.

(8) 동작 방법 : 상기 장치를 사용하여 이하와 같이 성형을 행하였다. 미리, 시트를 금형 상에 둔다. 다음에 온조 플레이트 상하 모두 중앙부가 110℃, 둘레가장자리부에서 100℃가 될 때까지 가열한 후, 상측 플레이트를 하강시켜서 필름의 프레스를 개시한다. 프레스는 금형 표면에서 5㎫로 30초 실시했다. 또한 프레스 중에 온조 플레이트의 전열 히터만을 오프로 했다. 그 후에 프레스를 계속한 채, 온조 플레이트를 상하 모두 냉각한다. 각 온조 플레이트가 60℃로 되었을 때에 냉각을 정지한다. 상하 모두 냉각이 완료되면 프레스를 개방한다. 그 후 시트를 금형으로부터 이형한다.

상기의 동작을 반복하여 10장의 성형 필름을 작성했다. 성형면을 육안으로 평가한 결과, 에어의 도입이나 전사 불량 등이 없고, 전체면 균일하게 전사된 성형 시트를 얻었다.

(9) 상기 조건으로 가압 전의 온조 플레이트의 변형을 개별적으로 측정한 결과, 중앙 근방에서 200㎛, 둘레가장자리부 근방에서 170㎛이며 약 30㎛ 중앙볼록의 상태에서 프레스되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 3

(1) 금형 사이즈 : 500㎜(필름 폭방향)×800㎜(필름 주행방향)×40㎜(두께).

(2) 금형재질 : 동.

(3) 미세형상 : 피치 50㎛, 볼록부 폭 25㎛, 볼록부 높이 50㎛이며, 필름 주행방향으로부터 보았을 때의 단면이 직사각형 형상인 것을 사용했다.

(5) 프레스 장치 내에는 알루미늄 합금제로 사이즈가 700㎜(필름 폭방향)×1000㎜(필름 주행방향)의 온조 플레이트가 상하에 2장 부착되고, 각각 가열 장치, 냉각 장치에 연결되어 있다. 또한, 금형은 하측의 온조 플레이트에 부착되어 있다. 가열 장치는 열매 순환 장치이고, 열매는 배럴섬 #400(마츠무라 세키유 가부시키가이샤 제)이며, 150℃로 가열한 것을 100L/min의 유량으로 흐르게 한다. 또한 냉각 장치는 냉각수 순환 장치이고, 20℃로 냉각된 물을 150L/min의 유량으로 흐르게 한 것이다.

(6) 또한 금형의 중앙 근방을 가열하기 위한 열매 배관을 금형 내부에 설치하고, 120℃로 가열한 열매를 10L/min의 유량으로 흐르게 했다.

(7) 시트 : 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 두께가 80㎛(두께 편차:±4㎛), 폭은 520㎜이다.

(8) 동작 방법 : 상기 장치를 사용하여 이하와 같이 성형을 행하였다. 미리, 시트를 금형 상에 둔다. 다음에 온조 플레이트 상하 모두 110℃로 설정하여 온도 조정하고, 금형 중앙에 열매를 흐르게 함으로써 금형 중앙의 온도 112℃, 둘레가장자리부에서 105℃가 될 때까지 가열한 후, 상측 플레이트를 하강시켜서 필름의 프레스를 개시한다. 프레스는 금형 표면에서 5㎫로 30초 실시했다. 또한 프레스 중에 금형의 열매순환을 정지했다. 그 후에 프레스를 계속한 채, 온조 플레이트를 상하 모두 냉각한다. 각 온조 플레이트가 60℃로 되었을 때에 냉각을 정지한다. 상하 모두 냉각이 완료되면 프레스를 개방한다. 그 후에 시트를 금형으로부터 이형한다.

(9) 상기 조건으로 가압 전의 금형의 변형을 개별적으로 측정한 결과, 중앙 근방에서 80㎛, 둘레가장자리부 근방에서 71㎛이며, 약 9㎛ 중앙볼록의 상태에서 프레스되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 4

(2) 금형재질 : 동.

(3) 미세형상 : 피치 50㎛, 볼록부 폭 25㎛, 볼록부 높이 50㎛이며, 필름 주행방향으로부터 보았을 때의 단면이 직사각형 형상인 것이다.

(6) 또한 상하 온조 플레이트의 중앙 근방에는 7㎾의 전열 히터가 매설되어 있고, 열매 가열 장치와는 개별적으로 온도 조정 가능이다.

(7) 시트 : 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 두께가 100㎛(두께 편 차:±7㎛), 폭은 520㎜이다.

(8) 두께 측정기 : X선식의 시트 두께 측정센서를 프레스측에 고정 설치하고, 시트 반송방향의 두께를 측정했다. 두께 분포는 14㎛이었다.

(9) 동작 방법 : 상기 장치를 사용하여 이하와 같이 성형을 행하였다. 시트의 두께를 두께 센서로 측정하면서 금형 상에 셋트한다. 다음에 온조 플레이트 상하 모두 중앙부가 110℃, 둘레가장자리부에서 100℃가 될 때까지 가열한 후, 상측 플레이트를 하강시켜서 필름의 프레스를 개시한다. 프레스는 금형 표면에서 5㎫로 30초 실시했다. 또한 프레스 중에 온조 플레이트의 전열 히터만을 오프로 했다. 그 후에 프레스를 계속한 채, 온조 플레이트를 상하 모두 냉각한다. 각 온조 플레이트가 60℃로 되었을 때에 냉각을 정지한다. 상하 모두 냉각이 완료되면 프레스를 개방한다. 그 후 시트를 금형으로부터 이형한다.

(10) 상기 조건으로 가압 전의 온조 플레이트의 변형을 개별적으로 측정한 결과, 중앙 근방에서 190㎛, 둘레가장자리부 근방에서 175㎛이며 약 15㎛ 중앙 볼록의 상태에서 프레스되어 있는 것을 확인할 수 있었다.

비교예 1

실시예 1의 장치와 같은 장치를 이용하고, 단 중앙 가열용의 히터를 사용하지 않고 실시예 1과 동일한 조건으로 프레스한 결과, 필름 중앙부에 에어의 도입에 의한 비전사부가 발생했다. 같은 조건으로 10장의 성형 필름을 작성했지만, 모든 필름에 있어서 비전사부가 발생했다.

Claims

시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 상기 시트상 기재와 상기 금형의 양자를 접촉, 가압시킴으로써 상기 시트상 기재 표면에 상기 미세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트의 제조 방법에 있어서: 상기 시트상 기재 및 상기 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 상기 금형 중 1개 이상 또는 그 조합으로 구성되는 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형하는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형할 때에 상기 시트상 기재의 부형면 내의 한 점으로부터 최초로 가압이 시작되고, 상기 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 가압력이 작아지도록 평면성을 변화시키는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 부형면의 평면성을 변화시켜서 부형할 때에 부형 개시 후에 상기 부형면 내의 가압력이 균일해지도록 상기 부형면의 평면성을 변화시키는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.
시트상 기재 및 미세 요철형상을 구비한 금형을 가열하고, 상기 시트상 기재와 상기 금형의 양자를 접촉시켜서 가압함으로써 상기 시트상 기재 표면에 상기 미 세 요철형상을 부형하는 미세형상 전사시트의 제조 방법에 있어서: 상기 시트상 기재 및 상기 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 상기 금형 중 1개 이상 또는 그 조합으로 구성되는 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 상기 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 온도 조정해서 부형하는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 부형면의 평면성이 상기 시트상 기재의 부형면에 있어서의 두께 분포의 최대값보다 커지도록 온도 조정하는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 부형시의 상기 금형과 상기 시트상 기재가 접촉하는 시점에 있어서 상기 부형면의 한 점의 온도가 상기 부형면의 그 밖의 부위보다 온도가 높고, 부형 개시 후에 온도차가 작아지도록 변화시키는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 방법.
시트상 기재 및 미세 요철형상을 갖는 금형과, 상기 시트상 기재와 상기 금형을 가열, 가압하는 수단을 구비한 미세형상 전사시트의 제조 장치에 있어서: 상기 시트상 기재 및 상기 금형을 가압하도록 배치된 한 쌍의 가압판 또는 상기 금형 중 1개 이상 또는 그 조합으로 구성되는 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 상기 시트상 기재의 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 상기 금형 및/또 는 상기 한 쌍의 가압판의 온도에 구배가 부여된 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 금형에 온도 조정 수단을 설치하고, 상기 금형의 부형면 내에 있어서의 한 점으로부터 둘레가장자리부를 향해서 서서히 온도 강하하도록 상기 금형의 온도에 구배가 부여된 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 가압판 또는 상기 금형을 가열하는 가열원의 와트 밀도가 상기 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 가압판 또는 상기 금형을 가열하는 수단으로서 저항가열식 히터를 사용하고, 상기 가압판 또는 상기 금형에 설치된 히터 배선의 밀도가 상기 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 가압판 또는 상기 금형을 가열하는 수단으로서 열매를 사용하고, 상기 가압판 또는 상기 금형에 설치된 열매 유로의 밀도가 상기 부형면 내의 한 점에 있어서 그 밖의 장소보다 높은 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 가압판 또는 상기 금형을 그 부형면 내에서 광범위하게 온도 상승시키기 위한 가열수단과, 임의점을 온도 상승시키기 위한 독립된 가열수단의 2계통을 설치한 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 가압판 또는 상기 금형을 그 부형면 내에서 광범위하게 온도 상승시키기 위한 가열수단과, 상기 부형면의 둘레가장자리부를 온도 하강시키기 위한 독립된 냉각수단의 2계통을 설치한 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.
제 7 항에 있어서, 상기 시트상 기재의 두께 측정수단과, 상기 두께 측정수단으로부터 상기 가열수단, 냉각수단을 제어하는 신호를 송신하는 수단이 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세형상 전사시트의 제조 장치.