TWI500496B - 微細形狀轉印片之製造裝置 - Google Patents

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TWI500496B
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Toray Industries
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Description

微細形狀轉印片之製造裝置
本發明係關於一種轉印有微細形狀而在單面或雙面上具有該微細立體形狀的片材之製造方法、裝置。
習知在樹脂片等之至少單面上成形微細凹凸等之立體形狀的方法，係藉由利用焦耳熱以加熱加熱板，將壓模配置於加熱板與基材之間，再利用一對加熱板將其加以按壓，使凹凸立體形狀轉印至該基材的方法(專利文獻1)。但是，認為於此裝置中，以完全均勻的厚度製作加熱板或壓模、基材係非常困難，將存在有厚度不均。而且，根據起因於此厚度不均所造成之成形壓力不均，將有無法得到均勻成型品之問題。
作為此成形壓力不均之對策，習知係將彈性體設置於加熱板與壓模之間，使厚度不均予以吸收的方法(專利文獻2)。但是，於此方法中，由於隔著彈性體而加熱壓模，將有加熱需要時間、生產性惡化之問題。
另外，於專利文獻1、專利文獻2之二者中，進行如下之設計：為了防止混入空氣不良，將樹脂片與成型裝置設置於減壓室內，將減壓室內加以減壓之後而開始成形。但是，減壓步驟需要時間，尤其，若基材成為大面積時，將有減壓室容積也變大、生產性顯著惡化之問題。
防止混入空氣之其他方法，習知為藉由當轉印板與樹脂板開始接觸時，藉由利用排斥力不同之彈簧的保持構件，相對於樹脂板而使轉印板突出之方式，來加以彎曲而相接觸，一面從轉印面之中央附近排除空氣，並一面加以成形的方法(專利文獻3)。
專利文獻1：日本專利特開2004-074775號公報
專利文獻2：日本專利特開2007-230241號公報
專利文獻3：日本專利特開2006-035573號公報
然而，於專利文獻3之技術中，以使壓縮施加壓力成為最大時的轉印面之壓力得以均勻化為目的，於轉印板之非轉印部設置有保持構件。於此構造中，當轉印面成為大面積時，由於保持構件之間隙變寬，轉印面中發生鬆弛，於成型此鬆弛部時，將有產生空氣混入之問題。再者，為了於保持構件中設定有彈力差，預測在轉印面存在壓力分布，於保持構件間隙存在壓力極小部。因此，將有在鬆弛部所混入空氣之一部分殘留於此壓力極小部，成為轉印不良的問題。所混入之空氣中，即使於成型時予以排除，由於積極排除空氣之壓力分布並未賦與賦形面，於空氣之排除上，也必須長時間按壓，將有循環時間變長，使生產性惡化之問題。
本發明之目的係有鑑於如上所述之觀點，提供一種高效率製造片材之方法與製造裝置，係於將壓模之微細凹凸形狀賦形於片狀基材之至少單面的微細形狀轉印片之製造方法及裝置中，即使賦形於大面積片狀基材之至少單面之情形下，於成形中，將壓模與片狀基材之間所混入的空氣排除至賦形面外，不會發生轉印不良，在表面形成有如所期望之微細凹凸形狀。
(1)達成上述目的之本發明之微細形狀轉印片之製造方法係由以下之方法所構成：
●一種微細形狀轉印片之製造方法，係藉由將由熱可塑性樹脂而成的片狀基材，設置於具有由微細凹凸形狀而成的賦形面之壓模與中間基材之間，利用一對加壓板，於該片狀基材方向加壓該壓模與該中間基材，將微細凹凸形狀賦形於該片狀基材的至少單面上之微細形狀轉印片之製造方法；該微細形狀轉印片係在該加壓板之施加壓力成為最大時，加壓以使在該壓模之賦形面內存在賦形壓力差，並且，最大賦形壓力部存在於該賦形面內，並且，賦形壓力採取極小值的部位不存在於該賦形面內。
(2)另外，達成上述目的之本發明之壓模係由以下之構造所構成：
●一種壓模，係將微細凹凸形狀轉印至片狀基材之板狀壓模；具有微細凹凸形狀的賦形面，於該賦形面內具有厚度變化，於該賦形面內具有最大厚度部，並且於該賦形面內不具有厚度之極小值。
(3)另外，達成上述目的之本發明之其他壓模係由以下之構造所構成：
●一種壓模，係將微細凹凸形狀轉印至片狀基材之板狀壓模；具有微細凹凸形狀的賦形面，整個壓模已彎曲，該彎曲之曲率中心存在於該賦形面之相反側。
(4)另外，達成上述目的之本發明之微細形狀轉印片之製造裝置係由以下之構造所構成：
●一種微細形狀轉印片之製造裝置，至少具備：本發明之壓模，中間基材，進一步以從兩側夾住該壓模與該中間基材之方式所配置的一對加壓板，及加壓該壓模、該中間基材與該一對加壓板之加壓手段。
(5)另外，達成上述目的之本發明之微細形狀轉印片之其他製造裝置係由以下之構造所構成：
●一種微細形狀轉印片之製造裝置，至少具備：具有由微細凹凸形狀而成的賦形面之壓模，中間基材，進一步以從兩側夾住該壓模與該中間基材之方式所配置的一對加壓板，加壓該壓模、該中間基材與該一對加壓板之加壓手段，於該一對加壓板之至少一側加壓板的加壓方向側面所設置的凸形板；該板具有厚度分布，於板之面內具有最大厚度部，並且不存在面內採取厚度極小值之部位。
若根據本發明之微細凹凸形狀轉印片之製造方法及製造裝置，藉由利用賦形面內之賦形壓力差，於賦形時，將於片狀基材與壓模之間所混入的殘留空氣排除至賦形面外，混入空氣將變得不良，於是能夠得到均勻且高精確度之轉印成形狀態。
根據本發明之壓模，藉由使壓模之賦形面予以彎曲，能夠簡易得到所期望之賦形壓力分布，混入空氣不良將被消除，並且能夠期望生產性提高。
以下，茲將參照隨附的圖式等，進一步針對本發明之微細形狀轉印片之製造方法，以詳加說明。
本發明之微細形狀轉印片之製造方法，係藉由在具有由微細凹凸形狀而成的賦形面之壓模與中間基材之間設置由熱可塑性樹脂而成的片狀基材，藉由利用一對加壓板，沿著該片狀基材方向以加壓該壓模與該中間基材，將該微細凹凸形狀賦形於該片狀基材的微細形狀轉印片之製造方法；當賦加壓板之施加壓力成為最大時，於該壓模之賦形面內存在賦形壓力差，並且於該賦形面內之一部分存在最大賦形壓力部，並且，使賦形壓力採取極小值之部位不存在於該賦形面內之方式來加壓之製造方法。
另外，將微細凹凸形狀賦形於片狀基材兩面之情形下，也能夠在中間基材設置由微細凹凸形狀而成的賦形面，並將微細凹凸形狀賦形於中間基材所對向之片狀基材面上。於此情形下，當加壓板之施加壓力成為最大時，較佳為在中間基材之賦形面內存在賦形壓力差，並且在該賦形面內之一部分存在最大賦形壓力部，並且使賦形壓力採取極小值的部位不存在於該賦形面內之方式來加壓。
於此，所謂「施加壓力成為最大時」係指利用一對加壓板而將片狀基材賦形於壓模之壓縮機械的壓縮力成為最大之時。
另外，所謂「賦形面內之一部分」，並非僅為賦形面內之一點，也可以為相連續之線狀。
另外，所謂「微細凹凸形狀」係表示高度10nm～1mm之凸形，以間距10nm～1mm周期性所重複之形狀。更佳為高度1μm～100μm之凸形，以間距1μm～100μm周期性所重複之形狀。例如，延伸成如第1圖所示之線狀的三角形溝排列成複數個條紋狀之物。於第1圖，雖然橫剖面顯示三角形之溝，但是並不受限於三角形，即使半圓形或半橢圓形等也能夠使用於本發明。再者，溝並不一定為直線，也可以為曲線之條紋圖案。除此以外，「微細凹凸形狀」也包含具有如第2圖所示之壓紋形狀所代表之二次元圖案的形狀。於第2圖，凸形顯示半圓形之壓紋形狀，圓錐或長方體等其他凸形也能夠用於本發明。
另外，所謂「賦形壓力採取極小值」係指以一邊長度10mm而將賦形面切割成格子狀時，將任意格子內之平均賦形壓力設為P，並分別將靠近此格子之8個格子的平均賦形壓力設為P1 ～P8 時，針對所有的x，將成立(於此，x為1～8之自然數。)。亦即，「賦形壓力採取極小值的部位不存在於賦形面內」係指針對所有的x，使成立之格子不存在於賦形面內。換言之，針對賦形面之所有格子，如符合平均賦形壓力Px＜P之相鄰接的格子將至少存在一個。還有，以10mm間隔測定時之賦形壓力分布必須採取極小值，本發明之目的將能夠充分達成。
接著，將本發明之合適的賦形壓力分布例子顯示於第3圖。圖中所示之虛線a係賦形面內之線，於此線上具有最大賦形壓力部。再者，從此最大賦形壓力部，沿著x方向，賦形壓力並不採取極小值而是單調地減少。另外，將適合於本發明之其他賦形壓力分布例顯示於第4圖。於第4圖中，沿著賦形面之x方向的一端b，存在最大賦形壓力部，從此最大賦形壓力部，沿著x方向，朝向另一端，賦形壓力並不採取極小值而是單調地減少。藉由賦與如此之賦形壓力梯度，於賦形時，在壓模與片狀樹脂基材之間，或是在中間基材與片狀樹脂基材之間，即使發生混入空氣之情形，由於空氣周圍之賦形壓力差，空氣將移向賦形壓力低之側。亦即，第3圖之情形，殘存空氣將從虛線a，沿著x軸方向，並沿著賦形壓力梯度而被排出。於第4圖中，殘存空氣將從賦形面之x軸方向的一端，朝向另一端，沿著賦形壓力梯度而被排出。另外，此排出力係與空氣周圍之賦形壓力差成比例而變大。如此方式，因為混入空氣將被消除，能夠得到均勻且高精確度之轉印成形狀態。若是在賦形面內存在賦形壓力之極小值的話，此位置將變得積存空氣而成為轉印不良的原因。
尤其，如第1圖所示，壓模或中間基材之微細凹凸形狀的凹形係直線或曲線狀並列延伸的溝，複數條溝將並列配置成條紋狀之時，除了賦形壓力採取極小值之部位不存在於賦形面內以外，較佳為沿著溝之長邊方向而存在賦形壓力差，存在最大賦形壓力部，並且使賦形壓力不具有極小值之方式來加壓。此係由於被溝與片狀基材內所閉塞之空氣將難以超越微細凹凸形狀之凸部而移向其他溝，沿著溝而形成賦形壓力分布，因而有效排除空氣。此情形之所謂「沿著溝之長邊方向而具有賦形壓力之極小值」係指沿著溝之長邊方向，使該10mm方形格子得以排列之方式來加以劃分，將任意格子之平均賦形壓力設為P，並將此格子與沿著溝之長邊方向相鄰二個格子之平均賦形壓力分別設為P1 、P2 時，且將成立。亦即，所謂「沿著溝之長邊方向而不具有賦形壓力之極小值」係指沿著溝之長邊方向，使且成立之格子並不存在。換言之，針對沿著溝之長邊方向的所有格子，至少存在一個符合如P1 ＜P或P2 ＜P之鄰接的格子。
再者，於本發明之方法中，較佳為加壓板之施加壓力成為最大時，可以從最大賦形壓力部起，沿著賦形壓力梯度而使賦形壓力變化量的絕對值予以單調增加，於第5圖，顯示從第3圖之正面方向(y軸之負的方向)觀察賦形面壓力分布的圖形。第6圖係顯示從正面方向觀察具有從最大賦形壓力部起，沿著賦形壓力梯度，賦形壓力變化量的絕對值不單調增加之區域c的賦形壓力分布之例子的圖。第5圖係本發明中之更適合的壓力分布。具體而言，能夠使用拋物線、圓弧、懸鏈曲線等。並不受此等曲線所限定，最好具有從最大賦形壓力部起，沿著賦形壓力梯度，賦形壓力變化量的絕對值將單調增加的輪廓。
於第5圖中，從位於賦形面中心之最大賦形壓力部起，朝向端部，由於賦形壓力梯度將變得陡峭，按照空氣移向端部，排出力將增加。藉此，越靠近賦形面端部，空氣排出速度將上升，即使短時間之加壓，也能夠充分排除氣體。亦即，能夠加速成形循環，與生產性提高有關。
如第6圖之區域c，若沿著賦形壓力梯度的賦形壓力變化量單調地減少時，於此區域中，賦形壓力梯度將變緩。因此，所混入的空氣周圍之賦形壓力差將變小，排出力將降低。即使此情形下，也能夠排出氣體，氣體排出將費時。因而，若考慮生產性時，較佳為形成第5圖所示之賦形壓力分布。
為了得到上述本發明之較佳賦形壓力分布，較佳為使壓模賦形面朝向片狀基材而使彎曲成凸型。針對使用第11圖～第13圖而使壓模之賦形面予以彎曲的方法加以說明。
第11圖係顯示具有厚度分布之壓模一例。在壓模賦形面內之一部分採取厚度之最大值，並且，在壓模賦形面內不具有厚度極小值之方式來設定此壓模之厚度。壓模賦形面之微細凹凸形狀為複數條溝排列成並列形狀之情形，較佳為沿著溝之長邊方向而使壓模之厚度改變。進一步更佳為使厚度變化量的絕對值從最大厚度部起，沿著厚度梯度而單調地增加之方式來加以設定。藉由賦與如此之厚度分布，將彎曲的輪廓賦與壓模賦形面，於賦形時能夠得到上述本發明之適合壓力分布。
於此，所謂「具有厚度之極小值」係指以一邊之長度10mm而將賦形面劃分成格子狀時，將任意格子內之平均厚度設為T，並將靠近此格子之8個格子的平均厚度分別設為T1 ～T8 時，針對所有的x，將成立(於此，x為1～8之自然數。)。亦即，所謂「於賦形面內不具有厚度之極小值」係指針對所有的x，使成立之格子不存在於賦形面內。換言之，針對賦形面內之所有格子，如符合平均厚度Tx＜T之相鄰接的格子至少存在一個。最大厚度部與最小厚度部之厚度差較佳為1μm～500μm之範圍，進一步更佳為1μm～200μm。若厚度差較1μm為小時，賦形時無法得到充分之壓力梯度，不能排出空氣，另外，厚度差較500μm為大時，由於厚度薄的位置未施加充分之成形壓力，將成為轉印不良。
說明第11圖所示之壓模製作方法。首先，為了將所希望之彎曲輪廓賦與後述之模材料的賦形面側，將曲面資料輸入可進行3次元加工之NC加工機中而進行加工。接著，使用具有與微細凹凸形狀之橫剖面相同形狀的加工切削刀(bit)，藉由沿著該輪廓的同時，也使用相同之NC加工機加以切削加工而將微細凹凸形狀賦與壓模賦形面。
於第11圖，雖然將彎曲輪廓僅賦與賦形面，也可以將彎曲輪廓賦與壓模賦形面之相反面，或是壓模之兩面。此情形下，首先使用上述之NC加工機以加工壓模賦形面相反面之輪廓。接著，以能夠加工賦形面之方式，來在NC加工機之平台上，隔著夾具而設置模素材。接著，最好利用上述方法，使用NC加工機以將壓模賦形面加工成彎曲形狀、及微細凹凸形狀。由於夾具既已實施加工之壓模賦形面相反面為曲面，所以無法直接設置於NC加工機之平台上，故將其面作為加工基準使用。
第12圖係顯示使曲率中心存在於與壓模賦形面相反側之方式來使厚度一定之壓模予以彎曲，於壓模賦形面具有彎曲輪廓之壓模一例。使用此壓模而將微細凹凸形狀賦形於片狀基材之際，施加壓力時所彎曲的壓模將成為平板狀，欲恢復至原本之彎曲形狀的排斥力將發生。根據此排斥力，所希望之壓力分布將可以得到。彎曲曲率半徑較佳為120m～60000m，進一步更佳為300m～60000m。若曲率半徑較120m為小時，將有整個賦形面無法得到成形所必需之壓力而變得轉印不良。另外，若曲率半徑較60000m為大時，將有為了排出空氣而無法得到充分之壓力梯度。
顯示於第12圖之壓模係相同於具有顯示於第11圖之厚度分布的壓模，能夠使用具有與NC加工機微細凹凸形狀之橫剖面相同形狀的加工切削刀而加以製作。
第13圖係顯示將壓模放置於具有厚度分布的板7之上，將壓模之壓模賦形面相反面緊貼於板7所設置之一例的圖形。使此板成為在面內之一部分採取厚度之最大值，並且，面內不具有厚度極小值。進一步更佳為從最大厚度部起，沿著厚度梯度而使厚度變化量的絕對值單調地予以增加。藉由將與壓模賦形面相反側之面緊貼於此板後而維持，使壓模賦形面上具有彎曲輪廓。
於此，所謂「面內不具有厚度極小值」係與上述在壓模中之「賦形面內不具有厚度極小值」同樣的意義。板之最大厚度部與最小厚度部之厚度差較佳為1μm～500μm之範圍，進一步更佳為1μm～200μm。若厚度差較1μm為小時，得不到充分之壓力梯度，無法排出空氣。另外，若厚度差較500μm為大時，由於厚度薄的位置未施加充分之成形壓力，將成為轉印不良。另外，該板並未設置於與壓模賦形面相反側面之必要。若無法將所希望之壓力輪廓施加於賦形面的話，也可以設置於與已設置壓模之加壓板相反側的加壓板之片狀基材側等之任意位置。
上述之壓模材料最好為可以得到所希望之壓縮時的強度、圖案加工精確度、片材脫模性之物。例如，較佳為使用含有不銹鋼、鎳、銅等之金屬材料、聚矽氧、玻璃、陶瓷、樹脂，或於此等之表面被覆為了使脫模性提高之有機膜之物。
適合於上述本發明之賦形壓力分布能夠藉由在壓模與中間基材之間按壓片狀基材而得到。無中間基材之情形，由於賦形壓力僅施加於彎曲之頂點，不僅無法得到所希望之壓力分布，或是轉印不良將發生。為了防範此現象，藉由設置中間基材，於按壓時使中間基材變形，使按壓力分散於整個賦形面，得到適合於上述本發明之賦形壓力分布。
另外，中間基材較佳為具有緩衝性。於此，所謂「具有緩衝性」係指於加壓板之施加壓力成為最大時，能夠追隨變形壓模賦形面之彎曲形狀，並且，具有能夠吸收壓模或片狀基材、中間基材本身厚度不均之彈性與可撓性，能夠產生按照其變形量之排斥力。根據此彈性與可撓性，能夠無間隙地抵接壓模與片狀基材，並且，也能夠無間隙地抵接中間基材與片狀基材。其結果，得到本發明之適合的賦形壓力分布將變得容易。進一步基於生產性之觀點，較佳為即使重複使用，排斥特性也無變化。
第7圖係顯示製作適合於本發明賦形壓力分布之方法的概念圖。於第7圖中，3係上部加壓板、8係下部加壓板、5係片狀基材、4係中間基材、6係壓模、62係壓模賦形面。第7(a)圖係顯示加壓前之狀態、第7(b)圖係顯示加壓中之狀態。另外，距離H係下部加壓板之上面與壓模賦形面的距離。
加壓前係平板狀態之中間基材，加壓中係按照壓模賦形面之彎曲形狀而變形。尤其，藉由中間基材具有緩衝性而變得容易追隨壓模賦形面之彎曲形狀而變形。賦形壓力係依照中間基材之變形量與壓縮彈性係數之關係來決定，變形量越大的場所，賦形壓力越大。於第7(b)圖所示之加壓中的狀態下，在壓模賦形面之中央部，中間基材之變形量將變得最大，越移向端部，變形量將變得越小。此係表示：在賦形面中央部，賦形壓力將變成最大，越移向端部，賦形壓力將單調地逐漸減少。如上所述，籍由此賦形壓力差，能夠排除賦形時所混入的空氣。
此時，中間基材之壓縮彈性係數較佳為0.1MPa～200MPa，進一步更佳為0.1MPa～50MPa。壓縮彈性係數較0.1MPa為低時，將有賦形面內之賦形壓力差變小而變得無法排除空氣之情形。另外，將有排除所需要之時間變長、生產性惡化之情形。若壓縮彈性係數較200MPa為大時，由於賦形面內之賦形壓力差變得過大，在賦形壓力低的部分，將有無法得到充分之賦形壓力而變得轉印不良之情形。藉由將適合的壓縮彈性係數賦與中間基材，能夠得到用以排出所混入之空氣的賦形壓力分布。其結果，混入空氣之不良將消除，並且能夠提高生產性。
另外，中間基材之厚度較佳為0.1mm～50mm之範圍，更佳為0.3mm～30mm。若厚度較0.1mm為薄時，將有中間基材之變形量變小、或上述緩衝性將變得缺乏，並變得難以充分隨著壓模之彎曲形狀而成為轉印不良。另外，若厚度較50mm為厚時，將有加壓時之中間基材的壓縮變形量為大的，必須加長上部加壓板之衝程。此將導致設備費之增大或製造循環之降低，並無效率。
具有如此特性之中間基材，具體而言，較佳為天然橡膠、異戊二烯橡膠、苯乙烯橡膠、丁二烯橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、矽橡膠、氟橡膠、乙烯丙烯橡膠、胺基甲酸酯橡膠、乙腈橡膠、丁基橡膠等橡膠類。再者，於片狀基材之(玻璃轉移溫度+50℃)中，較佳為具有充分耐熱性之橡膠素材。具體而言，更佳為矽橡膠、氟橡膠。
再者，由於中間基材具有上述之緩衝性，較佳為於受到應力而變形之際，伴隨體積變化之物。此係賦形面成為大面積時，橡膠素材沿著壓模之彎曲形狀而於壓縮變形之際，成為無變形部分之體積去處，外觀之彈性係數將變得非常大，因而變得難以追隨該彎曲形狀。因此，於中間基材內，較佳為具有體積變化性。為了實現此之方法，能夠適宜採用：(a)如海綿之內部具有氣泡之高分子素材，該高分子較佳為由樹脂或橡膠而成之物；(b)積層橡膠與體積變化層之複合材；(c)將橡膠浸漬於體積變化層之複合材等。另外，上述(a)～(c)之任意組合構造也能夠適用於本發明。於體積變化層中能夠適合使用編或織纖維類之物，再者，不織布等，甚至積層此等之物也能夠適合使用。若中間基材為利用此等材料所構成時，能夠簡易得到較佳的緩衝性。
但是，若將此等之橡膠素材及橡膠複合材料作為直接中間基材使用時，將有與片狀基材之摩擦係數為大的、平滑性變差之情形。於此狀態下，若於成形前之片狀基材或中間基材內發生鬆弛時，例如，即使施加成形壓力，由於中間基材與片狀基材之摩擦，此鬆弛將未被消除而成為轉印不均之原因。為了防止此不良現象，較佳為對中間基材實施壓紋加工，降低與片狀基材之接觸面積，並降低摩擦係數。或是，較佳為將與氟樹脂或聚酯樹脂等片狀基材之平滑性為良好的片材設置於與上述中間基材之片狀基材成對向之面上。再者，中間基材不一定為一種，能夠自由組合上述橡膠類、氟樹脂、聚酯樹脂等而使用。
另外，於本發明中，較佳為從採取距離H之最大值的位置，沿著賦形壓力梯度而單調地增加H變化量的絕對值之方式來設定。若進行如此方式時，也從最大賦形壓力部，沿著賦形壓力梯度而單調地減少賦形壓力之變化量的絕對值。其結果，能夠得到適合於上述本發明之賦形壓力分布。
還有，為了查明根據上述構造所得的賦形壓力分布，可舉出：壓縮感壓紙的方法；壓縮會按照壓力而塑性變形之片材，測定壓縮後之厚度變化量的方法。
再者，於本發明中，藉由將由微細凹凸形狀而成的賦形面也設置在中間基材上，不僅在片狀基材之壓模側面，在中間基材側面也能夠賦形微細凹凸形狀。
為了將欲賦形之微細凹凸形狀設置於中間基材，藉由NC加工機等以直接加工中間基材表面之方法，或是最好為無規之凹凸圖案，也能夠籍由噴砂打光或蝕刻、電漿處理或準分子雷射而將凹凸賦與表面。再者，如第10圖所示，將轉印片積層於緩衝材而作成中間基材，將此轉印片作為中間基材賦形面的方法，於本發明中為適合的。此轉印片係為了不阻礙緩衝材之緩衝性，具有可撓性之材料為適合的。如此方式，藉由將緩衝材與轉印片作成別的物體，各自之最適化將變得容易，可以得到所希望之賦形壓力分布與所希望之微細凹凸形狀，也可以得到良好之轉印性。
如此之轉印片，能夠使用以下列所示之方法製造的電鑄片。亦即，準備藉由NC加工機等而加工欲轉印至與片狀基材之中間基材對向之面的微細凹凸形狀之母(master)型，將此母型置入電鍍槽之中，對母型實施電鍍，從電鍍槽取出後，剝離電鍍部而作成轉印片之方法。被電鍍之金屬較佳能夠使用鎳或其合金，也可以為其他之金屬。
於本發明之轉印片中，進一步更佳為使用樹脂片。若為使用氟系樹脂或聚矽氧系樹脂等之耐熱性材料的話，藉由使用NC加工機所進行之機械加工，能夠在表面設置微細凹凸形狀、製作轉印片。另外，若將聚二甲基矽氧烷作為材料使用的話，除了機械加工之外，也能夠利用光微影法以設置微細凹凸形狀。
較佳之轉印片材料係具有熱可塑性之聚對苯二甲酸乙二酯、聚-2,6-萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯系樹脂；聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等之聚烯烴系樹脂；聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚酯醯胺系樹脂、聚醚酯系樹脂、聚丙烯酸系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、或聚氯乙烯系樹脂等。其中，所共聚合之單體種為各式各樣，藉此，同時基於材料物性之調整為容易等之理由，尤其，較佳為以由聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、丙烯酸系樹脂或此等之混合物所選出之熱可塑性樹脂為主所形成。再者，上述熱可塑性樹脂較佳為由整個轉印片的50重量%以上所構成。
針對將微細凹凸形狀設置於此等之材料上，準備具有欲轉印至與片狀基材之中間基材成對向面的微細凹凸形狀之母型，加熱此母型之後，最好使用一對加壓板以按壓模具與熱可塑性片。得到轉印片之裝置能夠使用本發明之微細凹凸形狀轉印裝置。如此方式，藉由將轉印片作成樹脂片，不同於電鑄片，轉印片製作用之其他裝置將變得不需要，僅預先製作母型，能夠廉價且短時間內得到轉印片。
還有，欲賦形於與片狀基材之中間基材成對向面的形狀最好為無規之凹凸圖案，也能夠根據噴砂打光或蝕刻、電漿處理或準分子雷射以於樹脂片表面設置凹凸形狀。
將微細凹凸形狀轉印至片狀樹脂基材兩面之情形，較佳為從壓模之內部僅加熱壓模。此係由於與片狀基材直接連接之壓模內具有熱源，熱源與片狀基材間之熱傳導阻抗為少的，因而，能夠迅速將片狀基材加熱至所希望之溫度。藉此，利用上述方法而將微細凹凸形狀賦形在片狀基材兩面之際，即使中間基材側不具有熱源，也能夠於短時間內，將與片狀基材之中間基材成對向面升溫直到所希望之溫度，而將中間基材所設置的微細凹凸形狀轉印至片狀基材也成為可能。亦即，中間基材側便不需要特別之加熱源，能夠削減設備費或減少使用能量。於此，所謂「所希望之溫度」係指片狀基材之(玻璃轉移溫度+10℃)以上、(玻璃轉移溫度+50℃)以下。若較(玻璃轉移溫度+10℃)為低的話，將有對片狀基材之微細凹凸形狀的轉印性變差之憂慮。另外，若較(玻璃轉移溫度+50℃)為高的話，將有片狀基材變質之憂慮。
整個壓模與整個片狀基材之熱容量的比率較佳為100：1以上、5000：1以下。低於100：1的話，熱從壓模傳達至片狀基材之際，將有壓模之溫度降低變大、片狀基材未被充分加熱之情形。另外，若較5000：1為大時，壓模之加熱需要時間，並無效率。同樣地，由於較5000：1為大，為了確保熱容量，必須使壓模予以大型化，並非經濟的，壓模之處理將變得難以操作。
加壓時之對片狀基材的熱傳導係數係受到壓模所設置之微細凹凸形狀的種類、壓模與基材的表面特性、施加壓力等所影響，較佳為50W/m2 ‧K～5000W/m2 ‧K之範圍。若低於50W/m2 ‧K，將有片狀基材之加熱過度費時、生產效率變差之可能性。另外，較5000W/m2 ‧K為大，現實上為困難。
為了從壓模之內部加熱壓模，可以利用將電流流入壓模本身，利用焦耳熱以加熱的方法，或是利用將電熱器埋藏於壓模內的方法；於本發明中，進一步更佳為在壓模內設置熱媒通路而將熱媒流入其中，加以加熱的方法。
利用第8圖以具體說明適合於本發明之熱媒通路設置於內部的壓模。如第8(a)圖之平面圖、第8(b)圖之側面圖所示，壓模6係具有賦形面62，於內部設置有通路61。63a係熱媒送出之歧管、63b係熱媒回送之歧管、P係已設置通路61之通路間距、T係壓模之厚度、S係通路至賦形面62為止之距離(最短部)、D係顯示通路之直徑，為了確實得到加熱效果，更有效地得到本發明之效果，針對此等之值具有適合的範圍。若根據本發明人等之各種見解，P/S之合適範圍係1～4。若低於1的話，表面之加熱速度將變慢。另外，若較4為大時，將有壓模表面上發生溫度不均之情形。另外，壓模之厚度T較佳為20mm～50mm之範圍。若低於20mm時，將有壓模之平面度變差之情形，根據片狀基材之尺寸等並不理想。另外同樣地，若低於20mm時，壓模之熱容量變小，於加熱片狀基材之際，壓模之溫度降低將變大。若較50mm為大之情形下，一般而言，加熱將變得過度費時。通路之直徑D較佳為4mm～8mm之範圍。若低於4mm時，將有通路之加工變得困難或壓損變大之情形。若變得較8mm為大時，熱媒～通路壁面之邊界膜熱傳導係數將降低，對應於此，加熱所需之時間將變長。再者，能夠有效熱傳導之方式，熱媒通路之雷諾數較佳為1.0×104 ～12×104 。另外，為了實現賦形面之溫度分布的均勻化，相較於位於端部之通路，較佳為將賦形面62設置於內側。另外，各通路中熱媒之流動方向，尤其由於能夠縮小加熱中之溫度不均，較佳為相鄰的通路中，也使熱媒流向相反的方向。此處，所謂「相鄰之通路」，除了一條一條相鄰之外，也包含以每二條相鄰等之複數條相鄰狀態之物。
另外，於本發明中，即使於壓模非加熱中，除了壓模部以外，熱媒採用予以循環溫控之構造，相對於壓模之賦形面積，壓模加熱中、非加熱中，熱媒所流動之通路(以下，稱為熱媒循環共同通路)之內部容積較佳為皆充分確保。於此，所謂充分確保係指確保一次壓模加熱過程中所必要之熱媒體積以上的容積。於壓模加熱過程中，熱媒通過壓模內之後，若未予以再加熱而再導入壓模內時，由於熱媒之初期溫度為低的，從中途起，加熱速度將鈍化，加熱時間將變長。若充分確保熱媒循環共同通路之內部容積，能夠防止因熱媒初期溫度的降低所造成之加熱速度鈍化。還有，市售之溫控機，其加熱器槽容量充其量約為10L，因為加熱器容量約為20kW，具有一邊為300mm以上之大的賦形面積之情形下，較佳為於熱媒循環共同通路之中途，設置內部已另外裝設加熱器之緩衝槽。
另外，於壓模之內部，較佳為裝設有冷卻手段。於此，所謂冷卻手段，例如，能夠實現形成使冷媒流入壓模內之通路。於此，除了熱媒通路之外，也可以設置冷媒通路，更佳為與熱媒通路予以共同化。與熱媒通路予以共同化之情形下，較佳為具有於同樣之通路中逐次切換該熱媒與該冷媒而予以循環的切換手段。例如，如第9圖所示，較佳為透過切換閥9而將熱媒循環用之加熱裝置10與冷媒循環用之冷卻裝置11連接於壓模，能夠切換熱媒/冷媒而流入壓模之方式來進行。還有，熱媒/冷媒可以皆為相同的媒體，較佳為可以得到高的熱傳導性能之水。另外，於切換熱媒與冷媒之際，由於無趕出殘留於壓模內媒體之必要，與循環之縮短化相關聯。一旦作成如此之構造時，能夠更快且正確地進行壓模之加熱/冷卻。
還有，於冷卻時，由於吸熱源存在於壓模內部，能夠迅速冷卻片狀基材，根據同理於對於上述中間基材的熱源並不需要的理由，對於中間基材之特別吸熱源係不需要的。
再者，不論針對壓模冷卻中、非冷卻中冷媒所流動之通路(以下，稱為冷媒循環共同通路)之內部容積，可謂與熱媒循環共同通路之內部容積相同，為了防止冷卻速度鈍化，較佳為在冷媒循環共同通路之中途設置緩衝槽等之內部容積增量手段。
以上雖然係於中間基材也設置微細凹凸形狀，將微細凹凸形狀賦形於片狀基材兩面之情形，僅賦形於片狀基材之壓模側面之情形也藉由從其內部僅加熱壓模，能夠迅速加熱片狀基材，生產性將提高。
本發明之製造方法能夠根據以下之(I)或(II)之製造裝置加以實施：
(I)一種微細形狀轉印片之製造裝置，至少具備：本發明之壓模/中間基材/進一步從兩側夾住該壓模與該中間基材之方式所配設之一對加壓板/加壓該壓模、該中間基材及該一對加壓板之加壓手段。
(II)一種微細形狀轉印片之製造裝置，至少具備：具有微細凹凸形狀賦形面之壓模/中間基材/進一步以從兩側夾住該壓模與該中間基材之方式所配置的加壓板/加壓該壓模、該中間基材與該一對加壓板之加壓手段，於該一對加壓板之至少一側加壓板的加壓方向側面所設置的凸形板；該板具有厚度分布，於板面內具有最大厚度部，並且不存在面內採取厚度極小值之部位。
尤其，於(II)之製造裝置中，壓模之賦形面也可以朝向片狀基材而不彎曲成凸型。
再者，於(II)之製造裝置中，壓模賦形面之微細凹凸形狀的凹形，或中間基材賦形面之微細凹凸形狀的凹形為並列排列之複數條溝之情形，較佳為使板之厚度變化沿著溝之長邊方向之方式來予以設置。如此方式，藉由設置板，能夠沿著溝之長邊方向而存在賦形壓力差、存在最大壓力部，並且使賦形壓力不具有極小值之方式來加壓。
再者，於(II)之製造裝置中，板每單位長度之厚度變化量的絕對值較佳為從最大厚度部起，沿著厚度梯度而單調地增加。如此方式，藉由設定厚度，施加壓力成為最大時，能夠從最大壓力部起，沿著壓力梯度而使壓力變化量的絕對值得以單調地增加。
第10、18、19圖係示意顯示本發明微細形狀轉印片製造裝置之一實施形態例的概略正面圖。
第18圖係將厚度分布賦與壓模而將彎曲形狀賦與賦形面的微細形狀轉印片之製造裝置。第19圖係藉由在加壓板上設置賦與厚度分布之板，將彎曲形狀賦與壓模賦形面之微細形狀轉印片之製造裝置。第10圖係於第18圖之微細形狀轉印片之製造裝置中，進一步作成使中間基材具有緩衝性之物，於中間基材也為具有賦形面之物。1係微細形狀轉印片製造裝置、2係壓縮裝置、3係上部加壓板、8係下部加壓板、5係片狀基材、4係中間基材、41係具有緩衝性之構件(以下，稱為緩衝材)、42係中間基材賦形面、6係壓模、62係壓模賦形面。壓模係使賦形面相對於片狀基材得以突出之方式來加以設置。於第19圖中，將賦與厚度分布之板設置於壓模與下部加壓板之間，若能夠將上述所希望之賦形壓力分布賦與賦形面，也可以設置於上部加壓板與中間基材之間等。
壓縮係連接於未以圖示之油壓泵與油槽，經由油壓泵以進行上部加壓板3之升降動作及施加壓力之控制。另外，於本實施形態中，採用油壓方式之加壓缸，只要為能夠控制施加壓力之機構，任何的機構皆可。
壓縮壓力範圍較佳為能夠於0.1MPa～20MPa之範圍加以控制，進一步期望更佳為於1MPa～10MPa之範圍加以控制。若壓縮壓力較0.1MPa為小時，將有無法得到轉印微細凹凸形狀之充分壓力。若壓縮壓力較20MPa為大時，設備將變得過大，並不經濟。
可用於本發明之壓模6中，如上所述，設置有溫控用之熱媒/冷媒電路，從熱媒溫控泵10及冷媒溫控泵11係透過切換閥9以供應熱媒或冷媒，使壓模之加熱及冷卻成為可能。
再者，於本發明中，如上所述，藉由也將由微細凹凸形狀而成的賦形面設置於中間基材，不僅能夠將微細凹凸形狀賦形於片狀基材之壓模側面，也能夠賦形於中間基材側。針對將由微細凹凸形狀而成的賦形面設置於中間基材之手段，係如上所述。
第14圖係使用第10圖所示之本發明之微細形狀轉印片之製造裝置，示意顯示賦形面中之施加壓力成為最大時之狀態的正面概略圖。依照壓模賦形面62之彎曲形狀，藉由使中間基材變形，所希望之賦形壓力分布將可以得到，係如上所述。
於本發明所適用之片狀基材，玻璃轉移溫度Tg較佳為以40～180℃，更佳為50～160℃，最佳為50～120℃之熱可塑性樹脂作為主要成分之片材。若玻璃轉移溫度Tg低於40℃時，成形品之耐熱性將變低，形狀將變得容易經時變化。另外，若Tg超過180℃時，變得必須提高成形溫度，能量上變得無效率。再者，片狀基材之加熱、冷卻時的體積變動將變大，片狀基材將被壓模所夾雜而變得無法脫模，另外，即使能夠脫模，也將有圖案之轉印精確度降低，部分欠缺而成為缺點之情形。
具體而言，本發明所適用之片狀基材主要成分的熱可塑性樹脂較佳為由聚對苯二甲酸乙二酯、聚-2,6-萘二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯等之聚酯系樹脂；聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等之聚烯烴系樹脂；聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚酯醯胺系樹脂、聚醚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、或聚氯乙烯系樹脂等所構成之物。其中，所共聚合之單體種為各式各樣，並且藉此，基於材料物性之調整為容易等之理由，尤其，較佳為根據由聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、丙烯酸系樹脂或此等之混合物所選出之熱可塑性樹脂為主所形成。再者，上述熱可塑性樹脂較佳為由整個片狀基材之50重量%以上所構成。
適用於本發明之片狀基材可以由上述樹脂單體所構成的片材，也可以由複數之樹脂層所構成的積層體。此情形下，相較於單體片材，能夠賦與易滑性或耐摩擦性等之表面特性、或機械強度、耐熱性。如此方式，作成由複數之樹脂層所構成的積層體之情形，較佳為整個片材符合上述之必要條件。但是，即使整個片材不符合上述之必要條件，只要至少在表層形成有符合上述必要條件之層的話，也能夠在其表層容易形成微細凹凸形狀。
另外，適用於本發明之片狀基材的較佳厚度(厚度、膜厚)，只要間歇性成形已捲成輥狀之片的話，較佳為0.01～1mm。若低於0.01mm時，加以成形上並無充分之厚度。較1mm為厚時，從片狀基材之壓模側面向中間基材側面之熱傳導效率將惡化，花費直到中間基材側面達到可能賦形之溫度為止的時間，將有生產效率惡化之擔憂。另外，較1mm為厚時，一般而言，搬送為困難的。
實施例
以下，根據實施例而針對本發明之方法、裝置之具體構造、效果加以說明。於以下之實施例中，以各個(1)～(10)所示之規格的壓模或壓縮裝置、加工條件而進行微細形狀之賦與加工，實施微細形狀轉印片之製造。還有，以下之實施例係本發明實施形態之一例，本發明並不受此等例子所限定。
[實施例1]
(1)壓模尺寸：500mm(片寬度方向)×800mm(片行進方向)×30mm(厚度)。
(2)壓模材質：銅。
(3)壓模之微細凹凸形狀：以間距50μm、凸部寬度25μm、凸部高度50μm，從行進方向觀察時之橫剖面形狀為半橢圓之溝，使用該溝成為條紋狀之物。
(4)壓縮裝置：能夠加壓至最大3000kN，加壓係利用油壓泵進行。
(5)溫控：於壓模中設置有溫控用熱媒通路，經由125℃之水加以加熱，經由50℃之水加以冷卻。
(6)片狀基材：由聚對苯二甲酸乙二酯所構成，厚度為120μm、寬度為520mm。
(7)中間基材：使厚度300μm之矽橡膠與200μm之聚酯系樹脂形成的平滑薄膜相重疊而貼附於上部加壓板。此時，依照與片狀基材連接之順序來重疊平滑薄膜。
(8)壓模設置方法：將顯示於第15(a)圖之凸板設置於壓模賦形面之相反側，使壓模賦形面之相反側緊貼於該板而加以固定。
(9)壓縮因應於壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔來測定壓縮後之薄膜厚度。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)來加以測定。若調查溝之長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第15(b)圖之賦形壓力分布。亦即，在賦形面中心部具有最大賦形壓力部，在賦形面內則無賦形壓力極小部，沿著賦形壓力梯度之賦形壓力的減少量並未單調地增加。
(10)使用上述之裝置而進行如下方式之成形：首先，將片狀基材置於壓模上。接著，將溫控水通入壓模中，使壓模溫度加熱直到成為105℃。接著，使裝設有中間基材之上部加壓板予以降低，開始片狀基材之壓縮。壓縮係以1700kN實施3秒鐘。另外，壓縮中停止溫控水之通水。其後，持續壓縮之狀態下，將冷卻水流入壓模中，於壓模溫度成為70℃時，停止冷卻、釋放壓縮。其後，從壓模而脫模片材。
重複上述之動作，作成10片在片狀基材之壓模側賦形有微細凹凸形狀的成形片。目視評估成形面之結果，於成形面之95%領域可以得到良好之轉印，於5%領域發生些微之混入空氣或轉印不良。另外，使用掃描型電子顯微鏡以測定賦形面內10點之樹脂填充率，平均為85%。於此，所謂「填充率」係表示將從模具微細凹凸形狀之凸形頂點起，直到凹形底之距離設為A、將從已轉印至片狀基材的微細凹凸形狀之凸形頂點起，直到凹形底之距離設為B時，以百分率表示B/A之值。
[實施例2]
除了將利用加壓板進行壓縮之時間設為15秒鐘以外，進行相同於實施例1之方式，作成10片成形片。目視評估成形面之結果，並無混入空氣或轉印不良，得到整面被均勻轉印之成形片。另外，若使用掃描型電子顯微鏡以測定賦形面內10點之樹脂填充率時，平均為93%。
[實施例3]
(1)壓模尺寸：相同於實施例1。
(2)壓模材質：相同於實施例1。
(3)壓模之微細凹凸形狀：相同於實施例1。
(4)壓縮裝置：相同於實施例1。
(5)溫控：相同於實施例1。
(6)片狀基材：相同於實施例1。
(7)中間基材：相同於實施例1。
(8)壓模設置方法：將具有拋物面之凸板設置於壓模下，使壓模非賦形面緊貼於該板而加以固定。
(9)壓縮因應於壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔來測定壓縮後之薄膜厚度。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)來加以測定。若調查溝長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第5圖之賦形壓力分布。亦即，在賦形面中心部具有最大賦形壓力部，在賦形面內則不存在賦形壓力極小部，沿著賦形壓力梯度之賦形壓力的減少量單調地增加。
(10)使用上述之裝置，利用相同於實施例1之加工條件以進行成形。
重複上述之動作，作成10片成形片。目視評估成形面之結果，並無混入空氣或轉印不良，得到整面被均勻轉印微細凹凸形狀之成形片。另外，若使用掃描型電子顯微鏡以測定賦形面內10點之樹脂填充率時，平均為98%。
[實施例4]
(1)壓模尺寸：相同於實施例1。
(2)壓模材質：相同於實施例1。
(3)壓模之微細凹凸形狀：以間距25μm、凸部高度12.5μm，從行進方向觀察時之橫剖面形狀為等腰直角三角形之溝，使用該構成為條紋狀之物。
(4)壓縮裝置：相同於實施例1。
(5)溫控：相同於實施例1。
(6)片狀基材：由聚對苯二甲酸乙二酯所構成，厚度為100μm、寬度為520mm。
(7)中間基材：將在厚度5mm之乙烯丙烯橡膠上貼合氟樹脂之物貼附於上部加壓板。此時，依照與片狀基材連接之順序來重疊氟樹脂。
(8)壓模設置方法：相同於實施例3。
(9)壓縮因應於壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔來測定壓縮後之薄膜厚度。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)來加以測定。若調查溝之長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第5圖之賦形壓力分布。亦即，在賦形面中心部具有最大賦形壓力部，在賦形面內則不存在賦形壓力極小部，沿著賦形壓力梯度之賦形壓力的減少量單調地增加。
(10)使用上述之裝置，利用相同於實施例1之加工條件以進行成形。
重複上述之動作，作成10片成形片。目視評估成形面之結果，並無混入空氣或轉印不良，得到整面被均勻轉印之成形片。另外，若使用掃描型電子顯微鏡以觀察所成形的微細凹凸形狀時，於壓模側已形成有等腰直角三角形之條紋圖案，在中間基材側已形成有無規之凹凸圖案。測定賦形面內10點之樹脂填充率時，平均為98%。
[實施例5]
(1)壓模尺寸：相同於實施例1。
(2)壓模材質：相同於實施例1。
(3)壓模之微細凹凸形狀：相同於實施例4。
(4)壓縮裝置：相同於實施例1。
(5)溫控：相同於實施例1。
(6)片狀基材：相同於實施例1。
(7)中間基材：使厚度2mm之耐熱性耐綸織布浸漬氟橡膠之緩衝材與厚度200μm之氟樹脂(FEP)形成的平滑薄膜相重疊而貼附於上部加壓板。此時，依照與片狀基材連接之順序來重疊平滑薄膜。
(8)壓模設置方法：相同於實施例1。
(9)壓縮因應於壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔來測定壓縮後之薄膜厚度。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)來加以測定。若調查溝之長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第15(b)圖之賦形壓力分布。亦即，在賦形面中心部具有最大賦形壓力部，在賦形面內則不存在賦形壓力極小部，沿著賦形壓力梯度之賦形壓力的減少量單調地增加。
(10)使用上述之裝置，利用相同於實施例1之加工條件以進行成形。
重複上述之動作，作成10片在片狀基材壓模側賦形有微細凹凸形狀的成形片。目視評估成形面之結果，並無混入空氣或轉印不良，得到整面被均勻轉印之成形片。另外，若使用掃描型電子顯微鏡以觀察所成形的微細凹凸形狀時，兩面已形成有等腰直角三角形之條紋圖案。另外，若測定賦形面內10點之樹脂填充率時，平均為98%。
[實施例6]
(1)壓模尺寸：相同於實施例1。
(2)壓模材質：相同於實施例1。
(3)壓模之微細凹凸形狀：以間距10μm、凸部高度5μm，從行進方向觀察時之橫剖面形狀為等腰直角三角形之溝，該構成為條紋狀之物。
(4)壓縮裝置：相同於實施例1。
(5)溫控：於壓模中設置有溫控用熱媒通路，藉由140℃之水加以加熱，藉由60℃之水加以冷卻。
(6)片狀基材：相同於實施例1。
(7)中間基材：使厚度2mm之耐熱性耐綸織布浸漬氟橡膠之緩衝材的片狀基材側面，實施噴砂打光處理，作成無規之凹凸形狀。凹凸形狀之平均深度作成約10μm，相鄰的凸與凸之間隔係作成平均約20μm。
(8)壓模設置方法：相同於實施例3。
(9)壓縮因應於壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔來測定壓縮後之薄膜厚度。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)來加以測定。若調查溝之長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第5圖之賦形壓力分布。亦即，在賦形面中心部具有最大賦形壓力部，在賦形面內則不存在賦形壓力極小部，沿著賦形壓力梯度之賦形壓力的減少量單調地增加。
(10)使用上述之裝置，以進行如下之成形。
首先，將基材片置於壓模上。接著，將溫控水通入壓模中，使壓模溫度加熱直到成為120℃後，使裝設有中間基材之上部加壓板予以降低，開始片狀基材之壓縮。壓縮係以7秒鐘升壓至2250kN，升壓結束後維持3秒鐘。另外，壓縮中停止溫控水之通水。其後，持續壓縮之狀態下，將冷卻水流入壓模中，於壓模溫度成為90℃時，停止冷卻，釋放壓縮。其後，從壓模而脫模片材。
重複上述之動作，作成10片在片狀基材兩面賦形有微細凹凸形狀的成形片。目視評估成形面之結果，並無混入空氣或轉印不良，得到整面被均勻轉印之成形片。另外，若使用掃描型電子顯微鏡以觀察所成形的微細凹凸形狀時，於壓模側已形成有等腰直角三角形之條紋圖案，在中間基材側已形成有無規之凹凸圖案。測定賦形面內10點之樹脂填充率時，平均為98%。於此，所謂「填充率」係與實施例1者同義。
[實施例7]
(1)壓模尺寸：相同於實施例1。
(2)壓模材質：相同於實施例1。
(3)壓模之微細凹凸形狀：相同於實施例6。
(4)壓縮裝置：相同於實施例1。
(5)溫控：相同於實施例6。
(6)片狀基材：相同於實施例1。
(7)中間基材：積層由厚度2mm之耐熱性耐綸織布浸漬氟橡膠之緩衝材與厚度0.2mm之聚對苯二甲酸乙二酯而成的轉印片。還有，轉印片之微細凹凸形狀係以間距10μm、凸部高度5μm，從片狀基材行進方向觀察時之橫剖面形狀為等腰直角三角形之溝，該溝成為條紋狀之物。預先將反轉所希望之賦形面形狀的形狀形成模具，加熱此模具之後，將轉印片材料之聚對苯二甲酸乙二酯樹脂按壓於模具，作成轉印片。
(8)壓模設置方法：相同於實施例3。
(9)壓縮因應於壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔來測定壓縮後之薄膜厚度。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)來加以測定。若調查溝之長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第5圖之賦形壓力分布。亦即，在賦形面中心部具有最大賦形壓力部，在賦形面內則不存在賦形壓力極小部，沿著賦形壓力梯度之賦形壓力的減少量單調地增加。
(10)使用上述之裝置，利用相同於實施例6之加工條件以進行成形。
重複上述之動作，作成10片在片狀基材之兩面賦形有微細凹凸形狀的成形片。目視評估成形面之結果，並無混入空氣或轉印不良，得到整面被均勻轉印之成形片。另外，若使用掃描型電子顯微鏡以觀察所成形的微細凹凸形狀時，兩面已形成有等腰直角三角形之條紋圖案。另外，若測定賦形面內10點之樹脂填充率時，平均為98%。
將實施例1～7之結果顯示於表1。於實施例1之賦形壓力分布中，以3秒鐘之壓縮時間無法充分排出空氣，於實施例2中，若將壓縮時間延長至15秒鐘，氣體將被完全排出，使均勻成形成為可能。此係由於在賦形壓力變化量已減少的部分，空氣之排出速度將降低，因而完全之空氣排出上需要時間。另外，於實施例3及4之賦形壓力分布中，由於沿著賦形壓力梯度的賦形壓力的變化量已單調地增加，空氣排出速度將變快，以3秒鐘之壓縮時間而能夠完全排出所混入之空氣。另外，於實施例5中，藉由使用緩衝性之中間基材，能夠利用相同於實施例1之賦形壓力分布及成形條件，即使以3秒鐘之壓縮時間也能夠排出空氣。另外，於實施例6、7中，將微細形狀賦形於基材兩面之情形下，藉由採用具有緩衝性之中間基材，即使以3秒鐘之壓縮時間也能夠無空氣混入而均勻成形。
[比較例1]
使用相同於實施例1之裝置，但是，壓模並不隔著板，而是直接設置於下部加壓板，利用與實施例1相同之條件下而作成10片成形片，於所有的片材中，發生因混入空氣所造成之成形不良。壓縮會按照壓力而改變塑性變形量之薄膜。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)之方式來加以測定。若以10mm間隔測定溝之長邊方向的壓縮後之膜厚，調查賦形壓力分布時，係顯示於第16圖之賦形壓力分布，成型時之賦形面不存在賦形壓力梯度。因此，所混入之空氣並未被排氣係成形不良的原因。
[比較例2]
使用相同於實施例1之裝置，但是，壓模係藉由將高度不同的圓柱形橡膠而設置於賦形面外之下側，使賦形面中央部突出，於壓縮開始時，從賦形面中央部起依序予以壓縮之方式來固定於下部加壓板。利用此裝置，與實施例1相同之條件下而作成10片成形片，於所有的片材中，發生因混入空氣所造成之成形不良。壓縮會按照壓力而改變塑性變形量之薄膜，以10mm間隔測定壓縮後之膜厚。於壓縮時，使一邊10mm之格子排列於成為壓模賦形面之溝長邊方向的方向(以下，設為溝之長邊方向)之方式來加以測定。調查溝之長邊方向的賦形壓力分布時，係顯示於第17之壓力分布，於橡膠之間隙中，壓力採取極小值。於壓力極小部，所混入之空氣將殘留係成形不良之原因。
圖形中之記號的意義
P1：壓縮施加壓力
t：時間
C：冷卻
P2：賦形壓力
轉印狀態之評估
A：無空氣混入不良，能夠均勻成形。
B：雖然具有些許空氣混入，但能夠均勻成形。
C：發生空氣混入不良，無法均勻成形。
1．．．微細形狀轉印片製造裝置
2．．．壓縮裝置
3．．．上部加壓板
4．．．中間基材
5．．．片狀基材
6．．．壓模
7．．．板
8．．．下部加壓板
9．．．切換閥
10．．．加熱裝置
11．．．冷卻裝置
41．．．具有緩衝性之構件(緩衝材)
42．．．轉印片
61．．．熱媒通路
62．．．壓模賦形面
63a．．．熱媒送出之歧管
63b．．．熱媒回送之歧管
P2．．．賦形壓力
第1圖係示意說明本發明之壓模之一實施形態之中，微細形狀成為條紋狀之壓模的概略圖。
第2圖係示意說明本發明之壓模之一實施形態之中，二次元配置有微細形狀之壓模的概略圖。
第3圖係示意顯示本發明之微細形狀轉印片之製造方法之一實施形態之中，在賦形面之x軸中心線上具有最大賦形壓力，在賦形面內不具有賦形壓力極小值之賦形壓力分布的概略圖。
第4圖係示意顯示本發明之微細形狀轉印片之製造方法之一實施形態之中，在賦形面之x軸一端部線上具有最大賦形壓力，在賦形面內不具有賦形壓力極小值之賦形壓力分布的概略圖。
第5圖係顯示第3圖之正面圖的概略圖。
第6圖係示意顯示賦形壓力變化量依照賦形壓力梯度，不單調增加之一例的概略圖。
第7(a)、(b)圖係示意說明本發明之微細形狀轉印片之製造方法之一實施形態之中，中間基材係沿著壓模賦形面之形狀而變形之樣子概要的正面圖。
第8(a)、(b)圖係示意說明本發明之壓模的概略圖。
第9圖係示意說明有關本發明之壓模與加熱裝置、冷卻裝置之連接的概略圖。
第10圖係示意顯示本發明之微細形狀轉印片之製造裝置之一實施形態例的概略正面圖。
第11圖係示意說明本發明之壓模之一實施形態之中，於壓模內具有厚度分布之壓模的概略圖。
第12圖係示意說明本發明之壓模之一實施形態之中，使壓模彎曲之壓模的概略圖。
第13圖係示意說明本發明之壓模之一實施形態之中，於壓模賦形面相反側放置具有厚度分布之凸板之壓模的概略圖。
第14圖係於第10圖中，示意顯示加壓板之加壓力成為最大時之狀態的概略正面圖。
第15(a)、(b)圖係示意顯示實施例1及2所使用之模具設置狀態的概略正面圖。
第16圖係示意顯示比較例1之賦形壓力分布的概略圖。
第17圖係示意顯示比較例2之賦形壓力分布的概略圖。
第18圖係示意顯示本發明之微細形狀轉印片製造裝置之一實施形態例的概略正面圖。
第19圖係示意顯示本發明之微細形狀轉印片製造裝置之一實施形態例的概略正面圖。
1．．．微細形狀轉印片製造裝置
2．．．壓縮裝置
3．．．上部加壓板
4．．．中間基材
5．．．片狀基材
6．．．壓模
8．．．下部加壓板
9．．．切換閥
10．．．加熱裝置
11．．．冷卻裝置
41．．．具有緩衝性之構件(緩衝材)
42．．．轉印片
62．．．壓模賦形面

Claims (5)

  1. 一種微細形狀轉印片之製造裝置，至少具備：具有由微細凹凸形狀而成的賦形面之壓模；中間基材；以進一步從兩側夾住該壓模與該中間基材之方式所配置的一對加壓板；加壓該壓模、該中間基材與該一對加壓板之加壓手段；及於該一對加壓板之至少一側加壓板的加壓方向側的面所設置的凸形板；該中間基材，係由選自於由(b)積層橡膠層與纖維層之複合材、及(c)將橡膠浸漬於纖維層中之複合材所構成族群之至少一種而成的、具有於受到應力而變形之際伴隨體積變化的緩衝性之物，該板具有厚度分布，於板面內具有最大厚度部，並且不存在面內採取厚度極小值之部位，該壓模微細凹凸形狀之凹形係排列成並列的複數條溝，該板係以使該板之厚度沿著該溝之長邊方向變化的方式予以設置。
  2. 如申請專利範圍第1項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中該板每單位長度之厚度變化量的絕對值將從該最大厚度部起，沿著厚度梯度而單調地增加。
  3. 如申請專利範圍第1項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中該中間基材具有由微細凹凸形狀而成的賦形面。
  4. 如申請專利範圍第3項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中該中間基材係於具有緩衝性之構件中積層有具微細凹凸形狀之轉印片之物。
  5. 如申請專利範圍第1項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中該壓模係整個壓模已彎曲，該彎曲之曲率中心存在於賦形面之相反側。
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