TWI700173B - 表面構造薄膜之製造方法及製造裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種表面構造薄膜的製造裝置及表面構造薄膜之製造方法,該表面構造薄膜的製造裝置係製造在薄膜的表面具有含有熱硬化性材料的表面構造,至少具備:(1)表面形成有構造的無端皮帶狀的塑模;(2)用以使捲繞在加熱輥的塑模,藉由旋轉加熱輥而繞轉搬送的塑模搬送手段;(3)加壓機構,至少具備:夾持輥;及使用加熱輥與夾持輥的夾壓手段;(4)用以在塑模的形成有表面構造的面塗布材料之塑模用塗布單元;(5)向塑模的表面供給薄膜之薄膜供給手段;(6)用以在薄膜的和塑模接觸的面塗布材料之薄膜用塗布單元;及(7)用以剝離塑模的表面的薄膜之薄膜剝離手段。

Description

表面構造薄膜之製造方法及製造裝置
本發明係有關一種藉由在薄膜上轉印表面構造以製造表面構造薄膜之方法及其製造裝置。藉本發明之方法所獲得之表面構造薄膜,係將具有擴散、集光、反射、透射等之光學機能的光學薄膜或具有超撥液性能、適合細胞培養性質的凹凸構造薄膜等之從微米尺寸到奈米尺寸的微細構造作為其表面所需的構件使用。
關於在表面有微細的構造之表面構造薄膜的製造方法,有如下之方法,即使用表面形成有微細的構造之塑模,將熱硬化性或放射線硬化性材料塗布於塑模或是被供給至塑模前的薄膜之後,使前述薄膜捲繞在經加熱的塑模在塗布膜形成微細的構造並使之硬化,再從塑模剝離前述薄膜,藉以使微細的構造轉印於前述薄膜的表面以獲得表面構造薄膜之方法。
專利文獻1記載一種方法,即在將屬熱硬化性材料的溶膠凝膠塗布於藉由卷對卷(roll to roll)所引出的薄膜塑模後,一邊將塑模按住於基板一邊進行熱處理,藉以將在基板表面由溶膠凝膠材料構成之微細的構造轉印於基板的方法。在薄膜塑模表面預先形成有微細的構造,與此微細的構造大致相同形狀的構造亦被形成 於基板表面。因為應用溶膠凝膠材料而可形成耐熱性較高的凹凸構造。
又,專利文獻2記載一種方法,亦即將表面預先塗布有放射線硬化性樹脂的薄膜一邊推抵於表面形成有微細構造的無端皮帶一邊進行放射線照射,在薄膜表面形成微細構造後,將塑模與薄膜剝離而製造在表面形成有微細構造的薄膜之方法。且記載無端皮帶係使用由樹脂所構成之複製,藉此可抑制塑模成本。
又,參考文獻3記載一種以第1加熱輥使係熱可塑性樹脂的原材軟化,在形成凹凸構造後,在第2加熱輥上透過加熱使發泡材料一邊發泡一邊在形成有凹凸構造的原材上積層之方法。且記載第1加熱輥與第2加熱輥的溫度係因應於使用的原材與發泡材料,可個別設定,藉此能以一連串的動作朝原材進行凹凸構造形成與發泡材料之發泡及積層。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特許第5695804號公報
專利文獻2 日本特開2008-137282號公報
參考文獻
參考文獻3 日本特開2001-277354號公報
然而,專利文獻1所記載的微細構造轉印薄膜之製造方法中,因為將長形的薄膜卷當成塑模,故有所謂塑模成本變高的問題。又,雖可應用單片狀的基板,但在應用於卷對卷(roll to roll)狀的薄膜之情況,當依加熱時的收縮使熱硬化材料在未硬化下塑模時基板會剝離而有無法形成既定的表面構造之問題。又,即便是未剝離而已硬化,於薄膜與塑模積層的狀態中,無法將硬化材料充分填充至被形成於塑模表面的圖案之內部,具有所謂最後所轉印之圖案形狀不良的問題。
又,就專利文獻2所記載之微細構造轉印薄膜的製造方法而言,在應用於由熱硬化性材料構成的材料之情況,熱硬化材料因硬化途中的收縮而在維持未硬化的狀態下塑模時基板會剝離,有所謂無法形成既定的表面構造之問題。又,因為塗布於塑模表面的熱硬化性材料之平坦性差,在和基板積層的狀態中發生熱硬化性材料與基板之密貼不良,而具有熱硬化性材料未被均一地轉印於基板上之問題。
又,在參考文獻3所記載之微細構造轉印薄膜的製造方法中,第1加熱輥及第2加熱輥有必要均為高溫,為了維持屬熱可塑性樹脂的原材之凹凸構造及連續地捲取製品,除了2個加熱輥外,還需要用以冷卻製品之冷卻輥,具有所謂設備大型化的問題。
本發明之目的在於解消上述問題,提供一種可高精度且以廉價的塑模成本在薄膜表面上連續且均一地轉印含有熱硬化性材料的微細的表面構造之裝置及方法。
本發明係以下的製造方法及製造裝置。
一種表面構造薄膜的製造裝置,係製造在薄膜的表面具有含有熱硬化性材料的表面構造之表面構造薄膜的製造裝置,其特徵為至少具備:(1)形成有表面構造之無端皮帶狀的塑模;(2)用以捲繞在2個以上的加熱輥的前述塑模,藉由旋轉前述加熱輥而繞轉搬送的塑模搬送手段;(3)加壓機構,至少具備:和前述塑模搬送手段中的第1加熱輥平行配置且表面被彈性體覆蓋的夾持輥;及使用前述加熱輥與前述夾持輥的夾壓手段;(4)配置在比前述加壓機構還靠近前述塑模的搬送方向上游側,用以將材料在塑模的形成有前述表面構造的面之塑模用塗布單元;(5)向前述塑模的表面供給薄膜的薄膜供給手段;(6)配置在比前述加壓機構還靠近薄膜搬送方向上游側,用以將材料塗布於薄膜的與前述塑模接觸的面之薄膜用塗布單元;及(7)用以剝離前述塑模之表面的薄膜的薄膜剝離手段。
一種表面構造薄膜的製造方法,係製造含有熱硬化性材料的表面構造薄膜之方法,其特徵為:至少包含:(1)在使形成有表面構造之無端皮帶狀的塑模捲繞於經加熱的至少2個以上的加熱輥,藉以一邊加熱前述 塑模一邊使之繞轉搬送的塑模搬送部中,於前述塑模的表面塗布熱硬化性材料A的工程;(2)於薄膜的表面塗布熱硬化性材料B的工程;(3)將前述塑模與前述薄膜,以前述熱硬化性材料A與前述熱硬化性材料B會接觸的方式進行貼合的工程;(4)在前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下藉由夾持輥進行加壓的工程;(5)在加壓後的前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下一邊加熱一邊搬送的工程;(6)將由前述薄膜與前述熱硬化性材料A、及前述熱硬化性材料B所構成的表面構造薄膜,自前述塑模剝離的工程。
依據本發明,可應用無端皮帶狀的塑模製作表面構造薄膜。因為省略如習知技術將卷式薄膜狀的長形塑模按製品進行製作的工程,故可謀求降低塑模的成本。又,在硬化過程中亦可在薄膜與塑模未剝離下維持積層狀態,又,因為可獲得硬化材料與薄膜均一的密貼,故可形成高精度的表面構造。
10‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
11‧‧‧薄膜
12‧‧‧塑模
13‧‧‧熱硬化性材料A
13’‧‧‧熱硬化性材料B
13a‧‧‧圖案層
14‧‧‧積層體
15‧‧‧表面構造薄膜
20‧‧‧塑模搬送手段
21‧‧‧第1加熱輥
22‧‧‧第2加熱輥
23‧‧‧薄膜供給手段
23a‧‧‧捲出輥
23b‧‧‧導輥
24‧‧‧薄膜剝離手段
24a‧‧‧剝離輥
25a‧‧‧捲取輥
25b‧‧‧導輥
27‧‧‧加壓機構
27a‧‧‧加壓部
28‧‧‧夾持輥
29‧‧‧按壓手段
30‧‧‧塑模用塗布單元
31‧‧‧狹縫模
32‧‧‧支持輥
33‧‧‧薄膜用塗布單元
34‧‧‧狹縫模
35‧‧‧支持輥
36‧‧‧端部檢測感測器
37‧‧‧控制器
40‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
41‧‧‧加熱單元
45‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
46‧‧‧平坦化手段
50‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
51‧‧‧按壓機構
52、53‧‧‧輥
54‧‧‧無端皮帶
60‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
66a~66d‧‧‧加熱輥
70‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
71‧‧‧第2塑模搬送手段
72、73‧‧‧加熱輥
74‧‧‧狹縫模
75‧‧‧加熱單元
77‧‧‧薄膜接觸點
78、79‧‧‧加熱輥
80‧‧‧塑模
81‧‧‧表面構造薄膜
100‧‧‧應用於本發明的表面構造薄膜之製造裝置的塑模之製造裝置
101‧‧‧模具
102‧‧‧薄膜
110‧‧‧捲出輥
120‧‧‧加熱輥
121‧‧‧夾持輥
130‧‧‧冷卻輥
140‧‧‧剝離輥
150‧‧‧捲取輥
圖1係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖2係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖3係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖4係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖5係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖6係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖7係將製造應用於本發明涉及的表面構造薄膜的塑模之裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。
圖8係顯示藉本發明的表面構造薄膜之製造方法所製造的表面構造薄膜的一例之立體圖。
圖9係利用電子顯微鏡觀察藉實施例1所製造的表面構造薄膜的表面之照片。
本發明的表面構造薄膜之製造裝置係為至少具備以下的製造裝置,即:形成有表面構造的無端皮帶狀的塑模;用以使捲繞在2個以上的加熱輥的前述塑模藉由旋轉前述加熱輥而繞轉搬送的塑模搬送手段;加壓機構,至少具備:和前述塑模搬送手段中的第1加熱輥平行配置且表面被彈性體覆蓋的夾持輥;及使用前述加熱輥與前述夾持輥的夾壓手段;配置在比前述加壓機構還靠近前述塑模的搬送方向上游側,用以在塑模的形成 有前述表面構造的面塗布材料的塑模用塗布單元;向前述塑模的表面供給薄膜的薄膜供給手段;配置在比前述加壓機構還靠近薄膜搬送方向上游側,用以在薄膜的與前述塑模接觸的面塗布材料的薄膜用塗布單元;及用以剝離前述塑模之表面的薄膜的薄膜剝離手段。
圖1係將本發明的表面構造薄膜之製造裝置的一例從剖面所觀察的概略圖。表面構造薄膜的製造裝置10為在薄膜11的表面形成由熱硬化性材料A13及熱硬化性材料B13’構成之構造的表面構造薄膜15之裝置的例子。此外,從熱硬化性材料A與熱硬化性材料B在貼合時之密貼性的觀點,以相同材料較佳,但不必一定要是相同材料,只要選擇可在兩材料的界面互混者或於硬化時可呈現在界面的密貼性之材料即可。
如圖1所示,本發明的表面構造薄膜之製造裝置10具備:無端皮帶狀的塑模12;將塑模12懸掛於第1加熱輥21及第2加熱輥22使之繞轉搬送的塑模搬送手段20;將與第1加熱輥21平行配置的夾持輥28對第1加熱輥21按壓的加壓機構27;在塑模12的表面塗布熱硬化性材料A13的塑模用塗布單元30;向塑模12的表面供給將薄膜11的薄膜供給手段23;用以在薄膜11的塑模12接觸側的表面塗布熱硬化性材料B13’的薄膜用塗布單元33;及自塑模12將表面構造薄膜15剝離之薄膜剝離手段24。各構成之概要如下。
塑模搬送手段20具備第1加熱輥21、第2加熱輥22、及使兩輥或第1加熱輥21旋轉的驅動部。 在僅將第1加熱輥21旋轉驅動的情況,第2加熱輥22係以自由旋轉的方式保持並藉由與塑模12摩擦而旋轉。又,第1加熱輥21及第2加熱輥22包含加熱手段。作為加熱手段,雖以從輥內部加熱的構造較佳,但亦可在輥外表面附近設置紅外線加熱器或感應加熱裝置,再從輥外表面促進加熱。
加壓機構27係可將夾持輥28對第1加熱輥21以寬度方向均一的壓力進行按壓的機構,夾持輥28係應用在芯層的外表面被覆有彈性體的構造,芯層係其兩端部藉由軸承而被旋轉支持著。夾持輥28係依此加壓機構27的行程而開閉,以在將塑模12、熱硬化性材料A13、熱硬化性材料B13’及薄膜11積層的狀態下進行夾壓或開放。又,夾持輥28亦可配合所期望的過程或薄膜材質而具有調溫機構。
作為薄膜供給手段23,具備從被捲成卷狀的薄膜捲出薄膜的捲出輥23a及再配合薄膜11的搬送路徑設置1根乃至複數根導輥23b,薄膜11在捲附於夾持輥後,搬入加壓部27a。
作為薄膜剝離手段24,具備:將薄膜11與熱硬化性材料A13、熱硬化性材料B13’所構成的屬積層體的表面構造薄膜15從塑模12剝下的剝離輥24a、將剝下的表面構造薄膜15捲取成卷狀的捲取輥25a、以及配合表面構造薄膜15的搬送路徑設置的1根乃至複數根導輥25b。
塑模用塗布單元30,只要為可將屬塗布材料的熱硬化性材料A13往寬度方向連續地固定吐出者即可,例如,可以是將圖示那種狹縫模31構成的吐出器與可供給連續定量的塗布液的送液機構等組合的構造者。又,為高精度地維持狹縫模的吐出前端面與塑模之間隔,亦可在塑模的塗布面的相反側配置支持輥32。以設置可將塗布器的位置左右且高解析度進行位置調整那樣的位置調整機構者較佳。
又,圖中僅示出1個塗布單元,但亦可設置複數個塑模用塗布單元。塗布面的平坦性會有因塑模12的表面構造的影響而降低的情況。在此情況,藉由經過複數次的塗布工程可提升平坦性。
薄膜用塗布單元33係與塑模用塗布單元同樣,只要為可將屬塗布材料的熱硬化性材料B13’往寬度方向連續地固定吐出者即可,例如,可以是將圖示那種狹縫模34構成的吐出器與可供給連續定量的塗布液的送液機構等組合的構造者。又,為高精度地維持狹縫模的吐出前端面與塑模之間隔,亦可在塑模的塗布的相反側配置支持輥35。以設置可將塗布器的位置左右且高解析度進行位置調整那樣的位置調整機構者較佳。
無端皮帶狀的塑模12係形成有凹凸的表面構造之無端皮帶。因為使之在搬送過程捲繞輥,故宜為具可撓性者。又,為使之均一地加壓、加熱,以薄且均一的厚度之材料較佳。在形狀方面,經考慮應用的熱硬化性材料之變形時間、硬化時間,以高低差1mm以下的 表面構造較佳。又,由於搬送中係正在加熱,故以能耐加熱溫度的材料較佳。
利用表面構造薄膜的製造裝置10的一連串的成形動作如下。塑模12係藉由第1加熱輥21、第2加熱輥22而被繞轉搬送,設為加熱到既定的溫度之狀態。接著,藉由塑模用塗布單元30在塑模12的表面塗布熱硬化性材料A13。又,在作為由薄膜供給手段23的捲出輥23a捲出的成形用薄膜11的表面上藉由薄膜用塗布單元33塗布熱硬化性材料B13’。在塗布後,於加壓部27a被供給至塑模12的表面。塑模12、熱硬化性材料A13、熱硬化性材料B13’及薄膜11在被積層的狀態下利用加壓機構27在加壓部27a被夾壓。熱硬化性材料A13雖然從被塗布後不久即被加熱而慢慢地進行硬化,但藉由在未完全硬化的狀態下藉由加壓機構27進行加壓,使熱硬化性材料A13進入到被形成於塑模12的表面之表面構造中,同時在加熱輥21的表面再持續接取熱能,因而被促進硬化。一方面,雖會有受到被賦予塑模12的表面的凹凸構造之影響而在熱硬化性材料A13的塗布面產生凹凸的情況,但在將塑模12與薄膜11貼合時,以塗布於薄膜11側的熱硬化性材料B13’被填充於熱硬化性材料A13的塗布面的凹部的方式流動,結果在塑模12、熱硬化性材料A13、熱硬化性材料B13’、薄膜11的積層體中,各層間無間隙地密貼。
接著,熱硬化性材料A13及B13’接取來自塑模12的熱能而被促進硬化,因此開始引起與薄膜11 密貼而變得不易剝離。在此狀態將塑模12、熱硬化性材料A13及B13’、薄膜11的積層體14搬送到第2加熱輥22,熱硬化性材料A13及B13’從被加熱的輥表面再接取熱能,使熱硬化性材料的硬化反應完了。當熱硬化性材料的硬化完了時,熱硬化性材料A13及B13’朝塑模12與薄膜11的密貼成為強固的狀態。其次,藉由作為薄膜剝離手段24的剝離輥24a區分為塑模12之側與積層有薄膜11與熱硬化性材料A13及B13’的表面構造薄膜15之側。表面構造薄膜15的表面構造成為塑模表面構造的反轉形狀。在剝離後,塑模12的表面,再度被塗布熱硬化性材料A13。一方面,表面構造薄膜15被捲取輥25a捲取。上述動作被連續進行。
藉由上述裝置構成及動作,可在薄膜11的表面形成含有熱硬化性材料的表面構造。因為將熱硬化性材料塗布在作為基材的薄膜11與被預先加熱的塑模12兩者,透過對塑模12的表面構造的凹凸形狀藉加熱使之硬化某程度而具有適度的彈性率之熱硬化性材料A13其與硬化度低於熱硬化性材料A13且流動性高的熱硬化性材料B13’之組合,於加壓時樹脂朝塑模12的表面構造的凹部進入(高的填充性)與作為在塑模表面的膜之形狀(高的平坦性)得以兼顧,可高精度獲得微細的表面構造。此處,所謂樹脂的高的填充性,係針對熱硬化性材料A13的彈性率藉由以足夠高的壓力進行夾持而使樹脂流動到形成於塑模表面的構造之間隙。又,所謂高的平坦性,係於加壓時樹脂朝向夾持寬度方向的端部或 搬送方向之流入受抑制而在寬度方向與搬送方向雙方可獲得均一的厚度。
再者,藉由應用無端皮帶狀的塑模,將加熱輥間的距離取足夠長度,依情況再於輥間追加加熱裝置,藉此可確保足夠的樹脂硬化時間。因而,可擴大高速化或熱硬化性材料的應用範圍。無端皮帶狀的塑模係以在劣化的時點或發生缺陷的時點交換塑模的方式作管理即可,因為不是卷式薄膜狀的塑模那樣的拋棄式,故能將花費於塑模的成本抑制較低。
其次針對各部的構成一邊參照圖1一邊詳細地作說明。
構成塑模搬送手段20的第1加熱輥21因為在夾持時承受荷重,故被要求強度及加工精度,更含有加熱手段。作為就材質而言,可列舉例如鋼或纖維強化樹脂、陶瓷、鋁合金等。又,作為加熱手段,可為將內部作成中空並設置插裝式加熱器或感應加熱裝置、或亦可為在內部加工流路以流通油或水、蒸氣等之熱媒,藉以從輥內部進行加熱的構造。又,亦可為在輥外表面附近設置紅外線加熱器或感應加熱裝置而從輥外表面進行加熱的構造。
第1加熱輥21的加工精度,係以在由JIS B 0621(改訂年1984)所定義的圓柱度公差為0.03mm以下,圓偏轉度(circular run-out)公差為0.03mm以下者較佳。當此等值過大時,因夾壓時的第1加熱輥21與夾持輥28之間會產生部分的間隙,而有變得無法將積層體 14均一地按壓,在要轉印的表面構造的形狀上引起不均一的情況。又,輥的表面粗糙度係以由JIS B 0601(改訂年2001)所定義的算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下者較佳。原因在於,當Ra超過0.2μm時,會有在塑模12的背面轉印第1加熱輥21的形狀,進而轉印在薄膜11的表面構造之情況。
第1加熱輥21的表面以施作硬質鉻鍍敷、陶瓷噴塗、類鑽碳塗布等之高硬度皮膜的形成處理者較佳。原因在於,第1加熱輥21始終和塑模12接觸且經由積層體14承接夾持輥28的按壓力,故其表面非常容易磨耗,而有當第1加熱輥21的表面磨耗、損傷時,產生前述那樣的表面構造的形狀不均一或輥表面的形狀的轉印之類的問題。
一方面,第2加熱輥22亦含有加熱手段。作為材質及加熱手段,係和第1加熱輥同樣。第2加熱輥22的加工精度,係以在由JIS B 0621(改訂年1984)所定義的圓柱度公差為0.05mm以下,圓偏轉度公差為0.05mm以下者較佳。當此等值過大時,會有搬送精度降低的情況,有可能在積層體14或塑模12引起在的寬度方向的張力不均或過大的蛇行。第2加熱輥22的表面粗糙度係和第1加熱輥同樣,以在由JIS B 0601(改訂年2001)所定義的算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下者較佳。原因在於,當Ra超過0.2μm時,會有朝向塑模的熱傳導不充分的可能性。又,關於材質亦和第1加熱輥21同樣,以施作硬質鉻鍍敷、陶瓷噴塗、類鑽碳塗布等之 高硬度皮膜的形成處理者較佳。原因在於,防止因與塑模之接觸所致損傷或磨耗。
然後,各輥的端部係藉由滾動軸承等而被旋轉支持。第1加熱輥21係和未圖示的馬達等之驅動手段連結,成為可一邊控制速度一邊旋轉。又第2加熱輥22係以通過塑模12藉由第1加熱輥21的驅動力而旋轉者較佳。速度方面較佳為以1~30m/分鐘的範圍進行搬送,可將表面構造高精度地轉印並提高生產性。
又,設置塑模蛇行修正機構因為穩定地搬送塑模12而較佳。塑模蛇行抑制機構之較佳的形態為,如圖1所示,塑模12的搬送路徑中具有:檢測塑模12的端部的位置之端部檢測感測器36;及控制器37,用以基於所檢測的值來控制第2加熱輥22的移動,俾調整塑模12的搬送位置。
作為第2加熱輥22的移動手段,以分別對塑模12的搬送方向可調整第2加熱輥22的角度者較佳。以基於來自端部檢測感測器36的值,在往欲使之移動的方向上張力會降低的方式調整第2加熱輥相對於塑模搬送方向之角度的構造較佳。藉由具備上述塑模12的蛇行抑制機構,以抑制熱變形所致塑模12之蛇行,可實現穩定的塑模12之搬送與成形動作。又,第2加熱輥22係將塑模12的非表面構造面以氣缸等之按壓手段用一定的荷重按壓者較佳。由於模具會依溫度變化引起尺寸變化,所以為了維持一定的張力,上述構造是有效的。
又,亦可在塑模搬送過程塗布熱硬化性材料A13後,在迄至加壓為止的期間利用別的加熱單元加熱以促進熱硬化性材料A13的硬化。圖2係顯示追加有加熱單元的裝置之一例者,為將表面構造薄膜的製造裝置40從剖面所觀察的概略圖。藉由將加熱單元41設置在進行塗布後的位置而於塗布後隨即使熱硬化性材料A13開始硬化,於硬化某程度的狀態下,利用加壓機構27在已積層薄膜11的狀態下進行加壓。抑制加壓時材料的寬度方向端部之擴展,能使加壓後的熱硬化性材料膜的厚度在寬度方向均一。作為加熱單元41,只要為能加熱熱硬化性材料A13者即可,亦可為將紅外線加熱器等之加熱單元41疏離地設置的構成或從塑模12的非塗布側使加熱輥接觸而藉熱傳導進行加熱的構成。
又,也可設置在塑模搬送過程將熱硬化性材料A13塗布後迄至加壓為止的期間將熱硬化性材料A的塗布面平坦化之平坦化手段。圖3係顯示追加有平坦化手段46的裝置的一例者,為將表面構造薄膜的製造裝置45從剖面所觀察的概略圖。平坦化手段46係以用以將具有凹凸的塗布面平坦化之構造體且具有抵接於塗布面的邊緣之構造體較佳。再者,以具有邊緣部是在塑模12的寬度方向以均一的壓力或均一的與塑模12表面保持距離的狀態下可抵接於塗布面的機構或構造者較佳。
又,亦可設置在塑模搬送過程將熱硬化性材料A13及B13’加壓後,在進行加熱的期間使薄膜11密貼於熱硬化性材料的按壓機構。圖4係顯示追加有按壓 機構的裝置的一例者,為將表面構造薄膜的製造裝置50從剖面所觀察的概略圖。按壓機構51係在第1加熱輥21的表面利用無端皮帶54按壓藉由加壓機構27加壓的積層體14之機構的一例。無端皮帶54係懸掛於輥52,53,跟隨積層體14的搬送,藉由與薄膜11之摩擦使無端皮帶54繞轉。輥52,53被保持成可旋轉自如。無端皮帶54以被加熱者較佳,以在輥52、53亦設置調溫機構者較佳。作為無端皮帶54的材質雖以對薄膜11不造成損傷的樹脂者較佳,但亦可為不鏽鋼等之金屬皮帶。藉由上述構成,加壓後的積層體14被加熱且薄膜11被往熱硬化性材料A13、B13’按壓,可一邊促進熱硬化性材料A13、B13’的硬化,一邊促進朝塑模12的表面構造填充熱硬化性材料A13,以促進薄膜11與熱硬化性材料B13’之密貼。
又,為了在塑模搬送過程促進熱硬化性材料A13、B13’之加壓後的硬化,亦可將加熱輥追加於塑模搬送手段。圖5係顯示在塑模搬送手段追加有3個以上的加熱輥的裝置的一例者,為將表面構造薄膜的製造裝置60從剖面所觀察的概略圖。加熱輥66a,66b,66c,66d被設置為搬送手段,再者,和圖4同樣地設置用以按壓第1加熱輥21與積層體14之按壓機構51。利用追加有上述的加熱輥66a~66d、按壓機構51的構成,因為可一邊維持薄膜11與熱硬化性材料B13’之密貼一邊促進硬化,對利用圖1、圖2所例示的塑模搬送手段無法充分硬化的材料是有效的。
此處,針對加壓機構27,一邊參照圖1一邊作說明。加壓機構27係由夾持輥28、及對與此平行對向配置之第1加熱輥21進行按壓之機構所構成。夾持輥28係在芯層的外表面被覆著彈性體的構造。芯層被要求強度及加工精度,例如應用鋼或纖維強化樹脂、陶瓷、鋁合金等。又,彈性體係依按壓力而變形的層,適合應用以橡膠為代表的樹脂層或彈性物材質。芯層係在其兩端部藉由軸承旋轉支持著,再者,軸承係和缸體等之按壓手段29連接。夾持輥28係依此按壓手段29的行程而開閉,以夾壓或開放積層體14。
又,夾持輥28亦可配合所期望的過程或薄膜材質而具有調溫機構。作為調溫機構,亦可為藉由使輥內部中空並埋入插裝式加熱器或感應加熱裝置、或是在內部加工流路並流通油或水、蒸氣等之熱媒,從輥內部加熱的構造。又,亦可為在輥外表面附近設置紅外線加熱器,再從輥外表面促進加熱的構造。
夾持輥28的加工精度,係以在由JIS B 0621(改訂年1984)所定義的圓柱度公差為0.03mm以下,圓偏轉度公差為0.03mm以下者較佳。當此等的值過大時,則在夾壓時的第1加熱輥21與夾持輥28之間會產生部分的間隙,變得無法在寬度方向以均一的力按壓積層體14,結果變得無法將積層體14均一地按壓,而有在要轉印的表面構造之形狀上引起不均一的情況。又,彈性體的表面粗糙度係以由JIS B 0601(改訂年2001)所定義之算術平均粗糙度Ra為1.6μm以下者較佳。原因 在於,當Ra超過1.6μm時,在按壓時有薄膜11的背面被轉印彈性體的表面形狀之情況。
夾持輥28的彈性體的耐熱性以具有160℃以上的耐熱溫度者較佳,再者以具有180℃以上的耐熱溫度者較佳。此處所謂耐熱溫度,係於其溫度放置24小時之時的拉伸強度之變化率超過10%時的溫度作判定。
作為彈性體的材質,在例如使用橡膠的情況,可使用矽橡膠或EPDM(ethylene propylene diene rubber;三元乙丙橡膠)、氯丁橡膠、CSM(氯磺化聚乙烯橡膠)、聚氨酯橡膠、NBR(腈橡膠)、硬橡膠等。進一步要求高的彈性率和硬度之情況,可使用能提升韌性的硬質耐壓樹脂(例:聚酯樹脂)。彈性體的橡膠硬度以是ASTM D2240:2005(蕭氏硬度D)規格且為70~97°的範圍者較佳。原因在於,當硬度低於70°時則有彈性體的變形量變大,與薄膜11的加壓接觸寬度變過大,變得無法確保構造之形成所需的壓力之情況,又當硬度超過97°時則有反而該層的變形量變小,加壓接觸寬度變過小,無法確保表面構造之轉印所需的按壓時間之情況。
夾持輥28的驅動手段係以作成以鏈條或皮帶等與第1加熱輥21的端部連結,可和第1加熱輥21連動地旋轉,或使用和第1加熱輥21可速度同步的馬達等並使之獨立地旋轉者較佳,但亦可作成旋轉自如的構造,藉由和薄膜11的摩擦而被旋轉。
薄膜供給手段23係由捲出輥23a、及配合薄膜11的搬送路徑而設置的1根乃至複數根導輥23b所 構成,但導輥23b係以具備張力檢測機構且以張力成為一定的方式控制捲出輥23a的轉矩者較佳。薄膜11在捲附在夾持輥28後,被搬送到加壓部27a,但亦可在使之捲附前設置皺摺伸展輥。
薄膜剝離手段24係由將藉由剝離輥24a從塑模12拉剝的表面構造薄膜15捲取成卷狀的捲取輥25a、及1根乃至複數根導輥25b所構成,但導輥25b係以具備張力檢測機構,且張力成為一定的方式控制捲取輥25a的轉矩者較佳。又,表面構造薄膜15未必需要捲取成卷(roll)狀,亦可具備一邊把持寬度方向端部一邊在搬送過程裁斷成薄片狀並呈單片狀回收的機構。又,亦可在剝離輥24a的內面設置冷卻機構。亦可將被加熱的表面構造薄膜15在捲取前冷卻。又,亦可設置在迄至從剝離輥捲取前為止的搬送過程進行噴吹氣體等之冷卻裝置以冷卻表面構造薄膜15。透過在捲取前冷卻到室溫,可抑制在捲取後的表面構造薄膜15中可能因溫度變化而造成起皺或平面性不良等。
塑模用塗布單元30於塑模12的搬送過程中,在比加壓部27a還上游側具備狹縫模31及與其連接的塗布材料供給機構。狹縫模31係以可於塑模12的形成有表面構造的面塗布熱硬化性材料A13的方式對向。為了形成均一的塗膜,以使狹縫模31與塑模12之間隔被高精度地均一保持者較佳,以如圖示般將支持輥32從形成有表面構造的面的反側的面支持塑模的方式作配置者較佳。又,支持輥32係以於塑模接觸時可將塑模溫度 控制在既定的溫度的方式於內部設置調溫機構者較佳。此處,針對狹縫模31與塑模12之間隔,以事先作成能在狹縫模31的吐出面與塑模12的表面之距離為10μm~500μm的間隔進行位置者較佳。又,在寬度方向的間隔的精度方面,較佳為10μm以下,更佳為3μm以下。又,為實現本發明中的精度,支持輥32的真直度及旋轉偏差以5μm以下者較佳,更佳為1μm以下。此外,此處雖例示使用狹縫模的塗布方式,但亦可為其他的塗布方式。
薄膜用塗布單元33係於薄膜11的搬送過程中,在比加壓部27a還上游側具備塗布器及與其連接的塗布材料供給機構者,作為塗布器只要利用與上述塑模用塗布單元同樣的狹縫模等即可。在此情況,以使狹縫模34與薄膜11之間隔高精度地在寬度方向均一保持者較佳,以圖示般配置支持輥35者較佳。此處,針對狹縫模34與薄膜11之間隔,以事先作成能在狹縫模34的吐出面與薄膜11的表面之距離為10μm~500μm的間隔進行位置控制者較佳。又,在寬度方向的間隔的精度方面,較佳為10μm以下,更佳為3μm以下。又,為實現本發明中的精度,支持輥35的真直度及旋轉偏差以5μm以下者較佳,更佳為1μm以下。此外,此處雖例示使用狹縫模的塗布方式,但亦可為其他的塗布方式。
亦可再追加轉印單元與熱硬化性材料的塑模用塗布單元,作成可在薄膜11的兩面形成熱硬化性材料之層。圖6係顯示用以形成在兩面含有熱硬化性材料的層之裝置的一例者,為將表面構造薄膜的製造裝置70從 剖面所觀察的概略圖。將構成轉印單元的第2塑模搬送手段71和塑模搬送手段20平行設置。構成第2塑模搬送手段71的第2塑模80亦可在表面設置表面構造,亦可不設置。無表面構造的情況係可獲得平坦的熱硬化性材料的面。第2塑模搬送手段71係以塑模12在與第1加熱輥21疏離的附近,第2塑模80與薄膜11接觸之方式配置加熱輥72,73,將第2塑模80懸掛於兩輥。構成第2塑模用塗布單元的狹縫模74在第2塑模的搬送過程中設在比薄膜接觸點77還靠近塑模搬送工程上游側。又,將加熱單元75設置在狹縫模74與薄膜接觸點77之間。又,第1加熱輥21通過後,亦可藉由加熱輥78,79作複數次夾壓,能促進熱硬化性材料的硬化、及薄膜11與熱硬化性材料之密貼。在包夾著往第2加熱輥22搬送的薄膜對向的位置上設置加熱輥73。表面構造薄膜81係藉加熱輥72而從塑模12剝離並被捲取輥捲取。表面構造薄膜81係抑制為於兩面形成熱硬化性材料的層而伴隨於熱硬化性材料之收縮的薄膜之翹曲變形,可使平面性提升。
無端皮帶狀的塑模12係表面構造經加工的無端皮帶。材質係考慮高的強度與熱傳導率而可採用鎳或鋼、不鏽鋼、銅等之金屬,但當考慮與熱硬化性材料之剝離性時則以樹脂者較佳。在樹脂的情況,以表面能量是25mN/m以下的熱可塑性材料較佳,俾可獲得更高的剝離性。在材質方面,適合例示聚烯系材料。而為了提高作為塑模的平面性,亦可和雙軸定向聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET)貼合。
作為具有表面構造的塑模12的製作方法,亦可應用往熱可塑性樹脂薄膜的表面按住模具以成形形狀的方法。在往熱可塑性樹脂薄膜的表面按住模具以成形形狀的方法中,在將熱可塑性樹脂薄膜加熱的狀態下向模具推抵,將既形成於模具的表面之構造的反轉構造形成於熱可塑性樹脂薄膜的表面。例如,可藉由透過圖7所示那種塑模製造裝置的過程來製造。圖7係顯示使用無端皮帶狀的模具101製造塑模12之裝置的一例的剖面圖。
在圖7所示的例子中,薄膜102從捲出輥110拉出,被供給至具有藉加熱輥120加熱的表面構造之無端皮帶狀的模具101的表面。模具101的表面構造係形成和最終欲獲得之表面構造薄膜15的表面構造大致相同的形狀。模具101係在剛與薄膜接觸不久藉由加熱輥120加熱。連續供給的薄膜102係藉夾持輥121按住模具101的表面構造而於薄膜102上形成模具101的表面構造之反轉的構造。
之後,薄膜102係在和模具101密貼的狀態下被搬送到冷卻輥130的外表面位置搬送。薄膜102係在利用冷卻輥130隔著模具101藉熱傳導冷卻後,藉剝離輥140而從模具101被剝離,薄膜被捲取輥150捲取。藉由此種過程,獲得卷式薄膜狀的塑模。圖1所示的塑模12係配合要應用的裝置切成適當長度再將端部從內面側以膠帶作固定等而加工成無端皮帶狀。
此外,關於對模具101的表面施作的加工方法,可例舉在金屬皮帶的表面施以直接切削或雷射加工之方法、在形成於金屬皮帶的表面之鍍敷皮膜進行直接切削或雷射加工之方法、在內面具有微細構造之圓筒狀的原材施以電鑄之方法、在金屬皮帶的表面連續地貼附具有微細構造面的薄板之方法等。又,可例舉將具有既定的厚度、長度之金屬板的端部彼此對接溶接之方法等。
又,關於塑模12的表面構造,適合凹坑形狀是離散配置者。此乃係,在加壓時能以塑模平坦面承受壓力,所以在形狀的前端集中地承受壓力,在前端引起變形的可能性低的緣故。關於凹坑形狀,較佳為直徑10nm~1mm,高度為10nm~0.5mm的圓柱狀的凹坑以間距100nm~1mm,更佳為高度1μm~500μm作配置的形狀較佳。但不受此所限定,亦可為圓錐或角錐狀的凹坑。再者,例如亦可為溝排列成複數個帶狀者,或凸形狀是離散配置者。
此外,針對在圖6所示的兩面形成熱硬化性材料的情況使用的第2塑模80,亦可為與塑模12同樣的構成、材料及製造方法。此外,亦可為沒有表面構造的平坦者。
其次,針對本發明的表面構造薄膜的製造方法作說明。本發明的表面構造薄膜的製造方法之特徵係藉由至少包含以下工程而製造表面構造薄膜,即:在使形成有表面構造之無端皮帶狀的塑模捲繞在經加熱的至少2個以上的加熱輥,藉以一邊加熱前述塑模一邊使之 繞轉搬送的塑模搬送部中,於前述塑模的表面塗布熱硬化性材料A的工程;於薄膜的表面塗布熱硬化性材料B的工程;將前述塑模與前述薄膜,以前述熱硬化性材料A與前述熱硬化性材料B會接觸的方式進行貼合的工程;在前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下藉由夾持輥進行加壓的工程;在加壓後的前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下一邊加熱一邊搬送的工程;將由前述薄膜與前述熱硬化性材料A、及前述熱硬化性材料B所構成的表面構造薄膜,自前述塑模剝離的工程。
其次一邊參照圖1至圖6一邊說明製造方法。
作為準備階段,設為將薄膜11從捲出輥23a拉出,並沿著塑模12上且經過剝離輥24a而在捲取輥25a捲取的狀態。
接著,一邊藉驅動手段搬送薄膜11一邊作動第1加熱輥21與第2加熱輥22,進行調溫直到兩加熱輥的表面溫度成為既定的溫度。兩加熱輥的表面溫度的條件,係和塗布的熱硬化性材料A13、B13’的材質、薄膜11的耐熱性、塑模12的表面構造的形狀、高寬比等相依存,但通常在80℃~200℃之間作設定。塑模是樹脂的情況為,以加熱輥的表面溫度比構成塑模的樹脂的玻璃轉移溫度低20℃以上者較佳。因為可抑制塑模的表面構造的形狀變形的緣故。又,如圖2所示,亦可為在從塑模用塗布單元30到加壓部27a之間設置加熱單元 41,以加熱塑模。此時,加熱單元41的設定溫度設成熱硬化性材料A13在加壓部27a成為適當的硬化狀態是好的。藉由設為適當的硬化狀態,抑制加壓時材料的寬度方向端部之擴展,可使加壓後的熱硬化性材料膜之厚度在寬度方向均一。
在第1加熱輥21及第2加熱輥22的表面溫度到達設定值後,將薄膜11以成形速度搬送,同時,使塑模用塗布單元30與薄膜用塗布單元33作動,開始朝塑模12塗布熱硬化性材料A13及朝薄膜11塗布熱硬化性材料B13,,同時,關閉夾持輥28,以第1加熱輥21與夾持輥28加壓薄膜11、塑模12,將塑模12的表面構造的反轉的形狀形成於熱硬化性材料A13。又,透過使熱硬化性材料A13和熱硬化性材料B13’接觸並被加壓,而在受到塑模的表面構造的影響而產生的熱硬化性材料A13之塗布面的凹凸部填充熱硬化性材料B13’。關於此時的條件,雖與塗布的熱硬化性材料A、熱硬化性材料B之機械的特性、塑模12的表面構造的形狀、高寬比等相依,但薄膜的成形速度係以1~30m/分鐘、夾持壓力為10MPa以上100MPa以下的範圍作設定者較佳。又,亦可如圖3所示般在從塑模用塗布單元30到加壓部27a之間設置平坦化手段46,將經塗布熱硬化性材料A之後不久塗布面預先平坦化。雖難以完全的平坦化,但透過縮小塗布面之凹凸的尺寸,之後會變得容易將熱硬化性材料B13’填充於凹凸面。
作為應用的熱硬化性材料A、熱硬化性材料B,雖可為無機材料、有機材料任一者,但考慮薄膜11的耐熱性,適合為硬化溫度較低的有機材料。例如,適合使用酚樹脂、脲樹脂(urea resin)、三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯、矽氧樹脂、聚胺酯等。又,適合使用能廣泛選擇塗布時的黏度或硬化時的硬度等之二液硬化型矽橡膠。
在夾持壓力小於10MPa且要轉印微細構造的情況,會有樹脂未能充分變形而成形不良之情況。又,就超過100MPa而言,有塑模的形狀變形之情況、在強度設計上裝置變得大型且有成本的問題。
熱硬化性材料A13係依來自於塑模12的熱傳導而被加熱,藉第1加熱輥21與夾持輥28夾壓而被填充於塑模12的表面構造內。接著,通過加壓部27a之積層有薄膜11、熱硬化性材料、塑模12的積層體14係溫度大致維持並被搬送到第2加熱輥22。此處,塑模12更被加熱,且依來自塑模12的熱傳導使熱硬化性材料A13、B13’一起被加熱,使硬化進展。之後,藉由作為薄膜剝離手段的剝離輥24a剝離。又,如圖4所示,亦可在第1加熱輥21的表面,使用無端皮帶54從薄膜11側加壓積層體14。可促進熱硬化性材料A13、B13’的硬化及與薄膜11之密貼。
接著,在第2加熱輥22的表面,藉由作為薄膜剝離手段的剝離輥24a將薄膜11和熱硬化性材料A13、B13’密貼並積層的表面構造薄膜15從塑模12剝離。被剝離的表面構造薄膜15係在捲取輥25a被捲取。
又,亦可如圖6所示般再追加轉印單元與熱硬化性材料的塑模用塗布單元,在薄膜11的兩面可轉印熱硬化性材料之層。要塗布的熱硬化性材料的材質或塗布厚度係以事先設為與形成在相反面的熱硬化性材料A13同等者較佳。又,針對加熱輥72,73、其他的追加之加熱輥的設定溫度亦和熱硬化性材料A13側的加熱設定設為同等者較佳。此乃係在表面構造薄膜81中將薄膜兩面的熱收縮量設為同等以抑制薄膜的翹曲,可使平面性提升之緣故。
作為薄膜11,以在搬送或熱硬化性材料的硬化收縮也不變形般具有強度和耐熱性者較佳,具體言之,較佳為,具有由聚對苯二甲酸乙二酯、2,6-聚萘二甲酸乙二醇酯、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系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚酯醯亞胺系樹脂、聚醚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂或聚氯乙烯系樹脂等構成者。
所製造的表面構造薄膜之形態的一例顯示於圖8。圖8係將表面構造薄膜15的一區域擷取後的立體圖。表面構造薄膜15係在薄膜11的表面披覆著含有熱硬化性材料的圖案層13a,在表層上有形成構造。作為本發明的製造方法可較佳地應用之較佳構造,以離散的柱狀或錐狀、圓錐、角錐狀的凸形狀的突起或是帶狀且凹坑形狀是離散配置者較佳,但不受此所限定。以圖案 的間距100nm~1mm,高度100nm~500μm作配置者較合適。
實施例 [實施例1]
薄膜11使用了由二軸延伸的聚對苯二甲酸乙二酯構成之厚度100μm的薄膜(商品名“LUMIRROR”(註冊商標),S10,東麗(股)公司製)。寬度設為300mm。
塑模12應用由甲基戊烯聚合物構成之厚度100μm、長度3m、寬度320mm的薄膜(商品名“Opulent”(註冊商標),三井化學(股)公司製),表面構造的形成係使用將模具往圖7所示的熱可塑性樹脂薄膜的表面按住而成形形狀的裝置。作為表面構造,係帶有二等邊三角形的剖面之帶狀圖案且為以二等邊三角形的高度12.5μm、頂角90度及間距25μm作配置的波狀形狀。
作為熱硬化性材料A13及B13’,使用二液硬化型矽橡膠(商品名7-6830,道康寧東麗(股)公司製),經混合二液並攪拌後除氣者。
作為表面構造薄膜的製造裝置,使用圖1所示的裝置,第1加熱輥21、第2加熱輥22係使用在由碳鋼構成的筒狀的芯材內建插裝式加熱器且於表面施以硬質鉻鍍敷者。支持塑模12的中央部的外徑設為400mm,寬度方向長度設為340mm。將第1加熱輥21的表面溫度加熱到120℃,第2加熱輥22的表面溫度加熱到160℃。
於塑模12的表面使用吐出寬度為290mm、狹縫寬度為100μm的狹縫模31,在塗布平坦面的情況以塗布厚度成為10μm的方式塗布熱硬化性材料A13。
於薄膜11的表面使用吐出寬度為290mm、狹縫寬度為200μm的狹縫模34,以厚度成為20μm的方式塗布熱硬化性材料B13’。
作為薄膜剝離手段的剝離輥24a,係作成外徑為400mm,寬度方向長度為340mm且使由碳鋼構成的中空芯材內部流通冷卻水的構造。冷卻水的溫度設為30℃。
薄膜11朝向塑模12之供給係從被捲成卷狀的薄膜進行,捲出張力設為30N。
表面構造薄膜15的薄膜係以捲取張力30N從塑模12剝離,捲取作為薄膜卷。
塑模12係以2m/分鐘的速度繞轉搬送。以對塑模12施加張力30N的方式保持第1、第2加熱輥。
夾持輥28係以在外徑為160mm且由碳鋼構成的筒狀的芯材表面上形成作為彈性體的聚酯樹脂(硬度:蕭氏硬度D80°)且加壓寬度成為290mm的方式,使用表面經被膜者。按壓手段使用油壓缸對夾持輥28負荷按壓力100kN。此時,夾持輥28與薄膜11之接觸寬度B經使用壓力測定薄膜(PRESCALE,富士薄膜(股)公司製)確認後,全寬度為6mm,負荷於成形用薄膜的壓力成為約50MPa且在寬度方向均一。
在連續進行成形動作後的結果,薄膜11上的熱硬化性材料B13’係與塑模12上的熱硬化性材料A13接合,完成在塑模12上的熱硬化性材料A13轉印大致100%的塑模12的表面形狀。圖9表示掃描型電子顯微鏡所觀察表面構造薄膜的表面之結果。
[實施例2]
薄膜11及塑模12係使用和實施例1記載者相同者。
作為熱硬化性材料A13及B13’,使用二液硬化型矽橡膠(商品名RBL-9101-05,道康寧東麗(股)公司製),經混合二液並攪拌後除氣者。
作為表面構造薄膜的製造裝置,使用圖3所示的裝置,第1加熱輥21、第2加熱輥22係使用在由碳鋼構成的筒狀的芯材內建插裝式加熱器且於表面施以硬質鉻鍍敷者。支持塑模12的中央部的外徑設為400mm,寬度方向長度設為340mm。將第1加熱輥21的表面溫度加熱到70℃,將第2加熱輥22的表面溫度加熱到150℃。
狹縫模31係吐出寬度為290mm、狹縫寬度為100μm,在平坦面塗布的情況以塗布厚度成為25μm的方式塗布熱硬化性材料A13。於薄膜11的表面使用吐出寬度為290mm、狹縫寬度為200μm的狹縫模34,以厚度成為10μm的方式塗布熱硬化性材料B13’。
平坦化手段46係使用由不鏽鋼構成之刮取寬度320mm的刮取片(blade),以塑模12表面與刮取片的最短距離是20μm的方式作保持。
藉刮取片所刮取的剩餘液體係以配置於刮取片的上方且連接於真空泵之吸引寬度320mm、狹縫寬度200μm的吸引噴嘴回收。吸引噴嘴的吸引壓力藉壓力調整器設定成-10kPa。
作為薄膜剝離手段的剝離輥24a,係作成外徑為400mm,寬度方向長度為340mm且使由碳鋼構成的中空芯材內部流通冷卻水的構造。冷卻水的溫度設為30℃。
薄膜11朝向塑模12之供給係從被捲成卷狀的薄膜進行,捲出張力設為30N。
表面構造薄膜15的薄膜係以捲取張力30N從塑模12剝離,捲取作為薄膜卷。
塑模12係以2m/分鐘的速度繞轉搬送。以對塑模12施加張力30N的方式保持第1加熱輥、第2加熱輥。
夾持輥28係以在外徑為160mm且由碳鋼構成的筒狀的芯材表面上形成作為彈性體的聚酯樹脂(硬度:蕭氏硬度D80°)且加壓寬度成為290mm的方式,使用表面經被膜者。按壓手段使用油壓缸對夾持輥28負荷按壓力100kN。
在連續進行成形動作後的結果,薄膜11上的熱硬化性材料B13’與塑模12上的熱硬化性材料A13接合,完成在塑模12上的熱硬化性材料A13轉印大致100%的塑模12的表面形狀。
10‧‧‧本發明的表面構造薄膜之製造裝置
11‧‧‧薄膜
12‧‧‧塑模
13‧‧‧熱硬化性材料A
13’‧‧‧熱硬化性材料B
14‧‧‧積層體
15‧‧‧表面構造薄膜
20‧‧‧塑模搬送手段
21‧‧‧第1加熱輥
22‧‧‧第2加熱輥
23‧‧‧薄膜供給手段
23a‧‧‧捲出輥
23b‧‧‧導輥
24‧‧‧薄膜剝離手段
24a‧‧‧剝離輥
25a‧‧‧捲取輥
25b‧‧‧導輥
27‧‧‧加壓機構
27a‧‧‧加壓部
28‧‧‧夾持輥
29‧‧‧按壓手段
30‧‧‧塑模用塗布單元
31‧‧‧狹縫模
32‧‧‧支持輥
33‧‧‧薄膜用塗布單元
34‧‧‧狹縫模
35‧‧‧支持輥
36‧‧‧端部檢測感測器
37‧‧‧控制器

Claims (14)

  1. 一種表面構造薄膜的製造裝置,係製造在薄膜的表面具有含有熱硬化性材料的表面構造,其特徵為至少具備:(1)形成有表面構造之無端皮帶狀的塑模;(2)用以使捲繞在2個以上的加熱輥的前述塑模,藉由旋轉前述加熱輥而繞轉搬送的塑模搬送手段;(3)加壓機構,至少具備:和前述塑模搬送手段中的第1加熱輥平行配置且表面被彈性體覆蓋的夾持輥;及使用前述加熱輥與前述夾持輥的夾壓手段;(4)配置在比前述加壓機構還靠近前述塑模的搬送方向上游側,用以將材料塗布在塑模的形成有前述表面構造的面之塑模用塗布單元;(5)向前述塑模的表面供給薄膜的薄膜供給手段;(6)配置在比前述加壓機構還靠近薄膜搬送方向上游側,用以將材料塗布於薄膜的與前述塑模接觸的面之薄膜用塗布單元;及(7)用以剝離前述塑模之表面的薄膜的薄膜剝離手段。
  2. 如請求項1之表面構造薄膜的製造裝置,其中在前述塑模用塗布單元與前述第1加熱輥之間,具備加熱前述塑模之加熱手段。
  3. 如請求項1或2之表面構造薄膜的製造裝置,其中具備在前述塑模用塗布單元與前述加壓機構之間用以將塗布在塑模表面的材料平坦化之平坦化手段。
  4. 如請求項1或2之表面構造薄膜的製造裝置,其中在前述第1加熱輥的外周表面,具備可對前述第1加熱輥按壓的按壓機構。
  5. 如請求項1或2之表面構造薄膜的製造裝置,其中前述無端皮帶狀的塑模為樹脂。
  6. 如請求項1或2之表面構造薄膜的製造裝置,其中在前述薄膜的具有前述表面構造之面的相反側的表面,更具備用以轉印熱硬化性材料之層的轉印單元。
  7. 一種表面構造薄膜的製造方法,係製造含有熱硬化性材料的表面構造薄膜,其特徵為:至少包含:(1)在使形成有表面構造之無端皮帶狀的塑模捲繞在經加熱的至少2個以上的加熱輥,藉以一邊加熱前述塑模一邊使之繞轉搬送的塑模搬送部中,於前述塑模的表面塗布熱硬化性材料A的工程;(2)於薄膜的表面塗布熱硬化性材料B的工程;(3)將前述塑模與前述薄膜,以前述熱硬化性材料A與前述熱硬化性材料B會接觸的方式進行貼合的工程;(4)在前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下藉由夾持輥進行加壓的工程;(5)在加壓後的前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下一邊加熱一邊搬送的工程;(6)將由前述薄膜與前述熱硬化性材料A、及前述 熱硬化性材料B所構成的表面構造薄膜,自前述塑模剝離的工程。
  8. 如請求項7之表面構造薄膜的製造方法,其中於前述塑模的表面塗布熱硬化性材料A的工程後且在從前述熱硬化性材料A側貼合薄膜的工程之前,加熱前述塑模。
  9. 如請求項7或8之表面構造薄膜的製造方法,其中在前述塑模的表面塗布熱硬化性材料A的工程之後且在從前述熱硬化性材料A側貼合薄膜的工程之前,將前述熱硬化性材料A的塗布面平坦化。
  10. 如請求項7或8之表面構造薄膜的製造方法,其中於前述薄膜、前述熱硬化性材料A、前述熱硬化性材料B及前述塑模積層的狀態下藉由夾持輥進行加壓的工程之後,在使前述塑模捲繞在前述加熱輥的狀態下,從前述薄膜側對前述加熱輥按壓。
  11. 如請求項7或8之表面構造薄膜的製造方法,其中前述無端皮帶狀的塑模是樹脂。
  12. 如請求項11之表面構造薄膜的製造方法,其中無端皮帶狀的塑模係以藉由將模具按於熱可塑性樹脂薄膜的表面以成形形狀的方法製造的熱可塑性樹脂薄膜。
  13. 如請求項11之表面構造薄膜的製造方法,其中加熱中的前述加熱輥的表面溫度比起構成前述塑模的樹脂的玻璃轉移溫度還低20℃以上。
  14. 如請求項7之表面構造薄膜的製造方法,其中 在前述塑模的繞轉搬送過程中,於前述表面構造薄膜的形成有表面構造的相反側的表面轉印熱硬化性材料的層。
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