WO2021079740A1 - 三次元成形用フィルム、凹凸構造付き三次元構造体、その製造方法及び電鋳型の製造方法 - Google Patents

三次元成形用フィルム、凹凸構造付き三次元構造体、その製造方法及び電鋳型の製造方法 Download PDF

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WO2021079740A1
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dimensional
layer
inorganic layer
uneven structure
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泰明 田中
啓 篠塚
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王子ホールディングス株式会社
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    • B32B3/26Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
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    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/022Mechanical properties

Definitions

  • the present invention relates to a film for three-dimensional molding, a three-dimensional structure with an uneven structure, a method for producing the same, and a method for producing an electric mold.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-19954 filed in Japan on October 21, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a fine uneven structure (for example, a moth-eye structure) may be provided on the surface of an article for the purpose of imparting antireflection performance or the like.
  • a method of imparting a fine concavo-convex structure to the surface of an article a method of transferring a fine concavo-convex structure by nanoimprint using a master having a fine concavo-convex structure on the surface is known.
  • the fine uneven structure on the surface of the master is formed by, for example, forming a resist film on the surface of a substrate such as a Si substrate, patterning it, and performing dry etching using this as a mask. In this case, a flat plate is used as the substrate.
  • a reactive ion etching apparatus is used as a method capable of imparting a fine uneven structure to a curved surface without patterning, and a mixed gas of sulfur hexafluoride and oxygen is used as an etching gas.
  • a method for manufacturing a mold for an antireflection structure which forms a fine structure on the surface of a Si base material by etching using the generated oxide as a mask.
  • Patent Document 2 as a method for producing a three-dimensional processed molded product by imparting a fine concavo-convex structure to the curved surface of the object to be processed, for three-dimensional processing including a flexible shaping layer and a shaped layer.
  • a method using a film is disclosed.
  • the flexible shaping layer includes a first base material layer made of a thermoplastic resin and a shaping layer having a surface having a fine concavo-convex structure, and the shaped layer is made of a curable resin composition. It is laminated on the surface of the fine uneven structure.
  • the shaped layer side of this three-dimensional processing film is attached to the curved surface of the object to be processed, the shaped layer is cured, and then the flexible shaping layer is peeled off, so that the curved surface of the object to be processed has fine irregularities.
  • the structure is given.
  • an injection molding mold can be manufactured using this as a mold, and a large resin molded body (lens, automobile headlight, etc.) having a fine concavo-convex structure on the surface can be formed. It can be manufactured by injection molding, which is considered to be able to improve productivity and supply high-performance members at low cost.
  • Patent Document 1 it is difficult to impart a fine concavo-convex structure to the surface of a large three-dimensional structure because it cannot be accommodated in the chamber of the reactive ion etching apparatus when the base material becomes large.
  • Patent Document 2 can impart a fine uneven structure to the surface of a large three-dimensional structure, but when the flexible shaping layer is peeled off after the shaped layer is cured. The fine uneven structure may be deformed and the desired performance (antireflection performance, etc.) may not be sufficiently exhibited.
  • the three-dimensional processed molded product is a final product, and its use in manufacturing a mold has not been studied.
  • One aspect of the present invention is for three-dimensional molding, which can impart fine concavo-convex structure to the surface of the three-dimensional structure even if the three-dimensional structure is large, and has excellent accuracy of the imparted fine concavo-convex structure. It is an object of the present invention to provide a film, a three-dimensional structure with a concave-convex structure using the three-dimensional forming film and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing an electric mold using the three-dimensional structure with a concave-convex structure.
  • the inorganic layer is a three-dimensional molding film composed of at least one inorganic material selected from the group consisting of Au, Pt, Pd, Ni, NiP, Cr and W.
  • [2] It is located in contact with the surface of the inorganic layer and further has a malleable protective layer made of a resin material.
  • the three-dimensional molding film according to [1] which further has an adhesive layer located on a second surface opposite to the first surface of the malleable film.
  • [5] The three-dimensional molding film according to [2] or [3], further having an adhesive layer located on a second surface opposite to the first surface of the malleable film.
  • the three-dimensional molding film is a three-dimensional structure with an uneven structure in which the inorganic layer is arranged on the surface of a part of the three-dimensional structure so that the inorganic layer is the outermost layer.
  • the present invention it is possible to impart a fine concavo-convex structure to the surface of a three-dimensional structure even if the three-dimensional structure is large, and the three-dimensional structure is also excellent in accuracy. It is possible to provide a molding film, a three-dimensional structure with a concave-convex structure using the three-dimensional forming film, and a method for manufacturing the same, and a method for manufacturing an electric mold using the three-dimensional structure with a concave-convex structure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional molding film according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a method of measuring the average pitch and the like (in the case of a triangular lattice).
  • FIG. 3 is a schematic plan view for explaining a method of measuring the average pitch and the like (in the case of a square grid).
  • FIG. 4 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a three-dimensional molding film according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a perspective view of a master used for manufacturing the three-dimensional molding film according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the three-dimensional molding film according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a three-dimensional molding film according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic plan view for explaining a method of measuring the average pitch and the like (in the case of a triangular lattice).
  • FIG. 7 is a schematic view illustrating a method for manufacturing a three-dimensional molding film according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the three-dimensional structure with concave-convex structure according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic view illustrating a method for manufacturing an electric mold according to an embodiment.
  • ductility means that it can be thermally deformed along a surface (non-planar surface such as a curved surface) having a three-dimensional shape.
  • “Break elongation” is a value measured in accordance with JIS K 7127: 1999 for a test piece (three-dimensional forming film, ductile film, etc.) having a width of 15 mm and a length of 150 mm.
  • the dimensional ratios in FIGS. 1 to 9 are for convenience of explanation and are different from the actual ones.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the three-dimensional molding film 10 according to the first embodiment.
  • the three-dimensional molding film 10 has a malleable film 1, a malleable cured product layer 2, an inorganic layer 3, and an adhesive layer 4.
  • the malleable cured product layer 2 is located on the first surface 1a of the ductile film 1.
  • the malleable cured product layer 2 has an uneven structure on the surface 2a (the surface opposite to the side in contact with the ductile film 1).
  • the uneven structure of the surface 2a of the malleable cured product layer 2 is also referred to as a “first uneven structure”.
  • the inorganic layer 3 is formed on the surface 2a of the ductile cured product layer 2 following the first uneven structure.
  • the inorganic layer 3 has a concavo-convex structure that follows the first concavo-convex structure on the surface 3a (the surface opposite to the side in contact with the ductile cured product layer 2).
  • the uneven structure of the surface 3a of the inorganic layer 3 is also referred to as a “second uneven structure”.
  • “following” means that the position of the convex portion or the concave portion in the second concave-convex structure substantially coincides with the position of the convex portion or the concave portion in the first concave-convex structure.
  • the adhesive layer 4 is located on the second surface 1b on the side opposite to the first surface 1a of the ductile film 1.
  • the elongation at break at 110 ° C. of the three-dimensional molding film 10 (hereinafter, also referred to as “elongation at break (110 ° C.)”) is 10% or more, preferably 30% or more, and more preferably 50% or more.
  • breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional forming film 10 is at least the above lower limit value, the three-dimensional forming film 10 is easily thermally deformed along the surface of the three-dimensional shape.
  • the upper limit of the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10 is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing the deformation of the first uneven structure due to excessive thermal deformation and the accompanying deformation of the second uneven structure, from the viewpoint of suppressing the deformation of the second uneven structure. 200% or less is preferable, and 100% or less is more preferable.
  • the breaking elongation (110 ° C.) of the spreadable film 1 is preferably 10% or more from the viewpoint of making the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10 10% or more.
  • the preferable lower and upper limits of the breaking elongation (110 ° C.) of the spreadable film 1 are the same as the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional forming film 10, respectively.
  • the malleable film 1 is typically a film made of a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin include cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate butyrate, polyester (for example, polyethylene terephthalate (PET)), polyamide, polyimide, polyether sulphon, polysulphon, polypropylene, polymethylpentene, and polychloride.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Examples thereof include vinyl, polyvinyl acetal, polyether ketone, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), polystyrene (PS) and polyurethane.
  • the malleable film 1 may be a stretched film or a non-stretched film.
  • a PMMA film, a non-stretched PET film, or a PC film is preferable because it is excellent in malleability.
  • the malleable film 1 has sufficient surface smoothness from the viewpoint of forming the malleable cured product layer 2 described later.
  • the arithmetic mean roughness (Ra) of the malleable film 1 is preferably 5 nm or less. Ra is measured according to JIS B 0601: 2001.
  • the thickness of the malleable film 1 is, for example, 50 to 150 ⁇ m.
  • the malleable cured product layer 2 is composed of a cured product of a curable resin composition. Since the cured product has a crosslinked structure, when the ductile film 1 is thermally deformed along the surface of the three-dimensional shape and the ductile cured product layer 2 is deformed following the ductile film 1, the first unevenness is formed. The shape of the structure does not easily collapse.
  • the cured product of the curable resin composition constituting the malleable cured product layer 2 has ductility.
  • the breaking elongation (110 ° C.) of the cured product of the curable resin composition may be a value equal to or higher than the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10, but the breaking elongation of the following laminate A It is preferable that (110 ° C.) is a value of 10% or more. If the breaking elongation (110 ° C.) of the following laminate A is 10% or more, the ductile cured product layer 2 becomes the ductile film 1 when the ductile film 1 is thermally deformed along the surface of the three-dimensional shape. It is easy to deform according to.
  • Laminated body A A laminated body obtained by applying a curable resin composition on a ductile film 1 so that the thickness after curing is the same as the maximum thickness of the ductile cured product layer 2, and curing the laminate.
  • the preferable lower and upper limits of the breaking elongation (110 ° C.) of the laminated body A are the same as the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10, respectively.
  • the curable resin composition examples include a thermosetting resin composition and an active energy ray-curable resin composition.
  • the active energy ray examples include ultraviolet rays, visible light, and electron beams.
  • an active energy ray-curable resin composition is preferable from the viewpoint of easy control of curing.
  • the curable resin composition examples include a composition containing a polymerizable component and an elastomer component.
  • the cured product contains a polymer of a polymerizable component and an elastomer component.
  • the method for adjusting the breaking elongation of the cured product of such a composition include a method of adjusting the amount ratio of the polymerizable component and the elastomer component or a method of adjusting the molecular weight of each of the polymerizable component and the elastomer component. Can be mentioned.
  • the polymerizable component is not particularly limited as long as it has a polymerizable functional group.
  • the polymerizable functional group may be any group that causes polymerization by generating radicals, cations or anions, and examples thereof include polymerizable unsaturated groups and epoxy groups.
  • examples of the polymerizable unsaturated group include a (meth) acryloyl group and a vinyl group.
  • the (meth) acryloyl group represents an acryloyl group or a methacryloyl group.
  • the polymerizable component may include an oligomer.
  • the oligomer include urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy-based (meth) acrylate oligomers, ether-based (meth) acrylate oligomers, ester-based (meth) acrylate oligomers, polycarbonate-based (meth) acrylate oligomers, and polyol-based (meth) oligomers.
  • Acrylic oligomers fluorine-based (meth) acrylate oligomers, silicone-based (meth) acrylate oligomers, unsaturated polyesters (condensates of unsaturated dicarboxylic acids and polyhydric alcohols, etc.), cationically polymerizable epoxy compounds, and side chains. Examples thereof include homopolymers and copolymers of the monomers described below having a radically polymerizable bond.
  • (Meta) acrylate indicates acrylate or methacrylate.
  • the oligomer may be either a monofunctional oligomer or a bifunctional or higher functional oligomer, but it is preferable that the oligomer is a polyfunctional oligomer from the viewpoint of obtaining an appropriate crosslink density after curing.
  • the polyfunctional oligomer preferably has a polymerizable functional group in the side chain.
  • the polymerizable component may contain a monomer.
  • the monomer may be a reactive diluent (solvent) for adjusting the viscosity of the curable resin composition.
  • the monomer may be either a monofunctional monomer or a bifunctional or higher functional monomer.
  • Examples of the monofunctional monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, and s-butyl (meth) acrylate.
  • Alkyl (meth) acrylates such as tert-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate and stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth).
  • polyfunctional monomer examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropylene di (meth) acrylate, isocyanurate ethylene oxide-modified di (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate, and diethylene glycol di (meth) acrylate.
  • Examples of the polymer of the polymerizable component include (meth) acrylate-based polymer, urethane acrylate-based polymer, acrylic acrylate-based polymer, epoxy acrylate-based polymer, and polyester acrylate-based polymer.
  • elastomer component examples include polyisobutylene, polybutadiene, styrene-butadiene copolymer, ethylene-propylene copolymer and hydrogenated products thereof.
  • the curable resin composition can contain a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator include Irgacare 651, Irgacare 184, Irgacare 1173 and Irgacare 127 (all manufactured by BASF).
  • the curable resin composition includes a release agent, a lubricant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a plasticizer, an antistatic agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a polymerization inhibitor, a filler, a silane coupling agent, and a colorant. , Reinforcing agents, impact resistance modifiers and other additives may be included.
  • the curable resin composition may contain a diluent other than the polymerizable component. Diluents other than the polymerizable component are removed when the ductile cured product layer 2 is formed.
  • a commercially available product can be used as the curable resin composition.
  • Commercially available products include, for example, Daido Kasei Kogyo's Diolet 5700 series (for example, 5790 series) and Diolet 5800 series, DSP Gokyo Food & Chemical's SC series, Toyo Ink's LCH series, MOL2000 series and Examples thereof include the MOL 3000 series, the Aica Aitron Z series of Aica Kogyo Co., Ltd., the Unidic series of DIC Corporation, and the Tomax FA series of Nippon Kako Paint Co., Ltd. (all of which are ultraviolet curable resin compositions).
  • the first uneven structure of the surface 2a of the malleable cured product layer 2 is composed of a plurality of recesses 2b arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the first uneven structure may be composed of a plurality of convex portions.
  • “Arranged in one dimension” means that the arrangement direction of the plurality of concave portions 2b (or convex portions) is one direction in the same plane.
  • the "two-dimensional arrangement” means that the arrangement directions of the plurality of concave portions 2b (or convex portions) are at least two directions in the same plane.
  • a flat surface may or may not exist between adjacent concave portions 2b (or convex portions).
  • the plurality of concave portions 2b may be arranged periodically or randomly.
  • the "random arrangement” means a state in which the distance between the centers of the plurality of concave portions 2b (or convex portions) and the arrangement direction are not constant.
  • the structure in which a plurality of concave portions 2b (or convex portions) are periodically arranged in two dimensions is a cubic lattice structure in which the arrangement direction is two directions and the intersection angle is 90 °, and the arrangement direction is three directions and the intersection thereof. Examples thereof include a triangular lattice (also referred to as a hexagonal lattice) structure having an angle of 60 °.
  • each of the plurality of recesses 2b is not particularly limited, and is, for example, a conical shape, a truncated cone shape, a polygonal weight (for example, a quadrangular pyramid to a hexagonal pyramid) shape, a polygonal pyramid shape, and a spherical missing shape (hemispherical shape, abbreviated). It may be a hemispherical shape, an ellipsoidal shape, etc.), a sinusoidal shape, or a derivative shape based on these.
  • the average pitch of the first uneven structure is 50 nm to 8 ⁇ m, preferably 90 to 500 nm, more preferably 90 to 180 nm, and even more preferably 90 to 120 nm.
  • the average pitch of the first uneven structure is 50 nm or more, transfer defects are unlikely to occur in injection molding or nanoimprint, and the shape is easy to manufacture.
  • the average pitch of the first uneven structure is 8 ⁇ m or less, transfer defects are unlikely to occur in injection molding or nanoimprint, and the shape is easy to manufacture.
  • the average pitch is 120 nm or less, it is possible to manufacture an electric mold capable of molding a resin molded body having excellent antireflection performance by injection molding.
  • the average pitch of the first concave-convex structure is the average value of the distance between the centers of the adjacent concave portions 2b (or convex portions), and the scanning electron microscope (SEM) shows that the concave portions 2b (or convex portions) are 20 to 20 to 1 per image. It is obtained by measuring the distance between the centers of adjacent concave portions (or convex portions) from the surface image obtained by observing at a magnification that can measure 30 pieces.
  • the specific measurement method is as follows.
  • the ductile film 1 on which the ductile cured product layer 2 is formed is cut perpendicularly to the first surface 1a so that the cut surface passes through two or more adjacent concave portions 2b (or convex portions).
  • a substantially square small piece sample having a cut surface and having a side of about 10 mm is obtained.
  • a microtome or a focused ion beam device (FIB) is used for cutting.
  • the small piece sample is observed from the upper surface by SEM, and a surface image of the ductile cured product layer 2 is obtained at a magnification capable of measuring 20 to 30 concave portions 2b (or convex portions) that can be observed per image.
  • 20 pairs of adjacent concave portions 2b are selected from the surface image of the ductile cured product layer 2 by SEM, and the distance P between the centers of the respective adjacent concave portions 2b (or convex portions) is obtained. ..
  • the value obtained by averaging the 20 distances P thus obtained is defined as the average pitch.
  • the adjacent concave portions 2b are concave portions 2b (or convex portions) adjacent to each other along the grid direction.
  • the adjacent concave portions 2b are adjacent concave portions 2b (or convex portions) along the directions shown as t1 to t3 in FIG. Or a convex part).
  • the adjacent concave portions 2b (or convex portions) are adjacent concave portions 2b (or convex portions) along the directions shown as t11 to t12 in FIG. Department).
  • the cutting direction when obtaining a small piece sample for measuring the average pitch is a direction along the grid direction.
  • the cutting direction for obtaining a small piece sample is the direction shown as t1 to t3 in FIG.
  • the cutting direction for obtaining a small piece sample is the direction shown as t11 to t12 in FIG.
  • the average depth (or the average height of the plurality of convex portions) of the plurality of concave portions 2b constituting the first uneven structure is preferably 90 to 500 nm, more preferably 90 to 180 nm, and even more preferably 90 to 120 nm.
  • the average depth (or average height) is at least the above lower limit value, a shape that is less likely to cause transfer defects in injection molding or nanoimprint and is easy to manufacture is more excellent.
  • the average depth (or average height) is equal to or less than the above upper limit value, the antireflection effect is more excellent.
  • the average depth is calculated as follows. First, the ductile film 1 on which the ductile cured product layer 2 is formed is cut perpendicularly to the first surface 1a to obtain a small piece sample having a side of about 10 mm and a substantially square shape. For cutting, for example, a microtome or a focused ion beam device (FIB) is used. Next, the cut surface of the obtained small piece sample is observed with a scanning electron microscope (SEM), and a cross-sectional image is obtained at a magnification that can measure about 3 recesses 2b that can be observed from the cut surface as a whole.
  • SEM scanning electron microscope
  • each recess 2b is the depth of the lower end of the recess 2b with reference to the uppermost portion of the recess 2b. Since the uppermost portion of the recess 2b that can be observed from the cut surface can be grasped between the recesses 2b on both sides, the intermediate height between them is the uppermost portion of the recess 2b.
  • the boundary between the flat surface and the recess 2b is the highest between the flat surface and the adjacent recess 2b. It is the upper part.
  • the highest point between the adjacent recess 2b is the highest point between the adjacent recess 2b.
  • the average height of the plurality of convex portions is a plurality of convex portions except that the height of the convex portion (the height of the apex of the convex portion with reference to the lowermost portion of the convex portion) is obtained instead of the depth of the concave portion 2b. It is calculated in the same way as the average depth of the recess.
  • the cutting direction when obtaining a small piece sample for measuring the average depth (or average height) is different from the grid direction. ..
  • the cutting direction for obtaining a small piece sample is the direction shown as s1 to s3 in FIG.
  • the cutting direction for obtaining a small piece sample is the direction shown as s11 to s12 in FIG.
  • the average aspect ratio (value obtained by dividing the average height (nm) by the average pitch (nm)) of the plurality of concave portions 2b (or convex portions) constituting the first uneven structure is preferably 1 to 10 and 2 to 6 Is more preferable, and 2.5 to 4 is even more preferable.
  • the average aspect ratio is equal to or higher than the above lower limit value, the antireflection performance is more excellent.
  • the average aspect ratio is not more than the above upper limit value, the mold releasability at the time of injection molding is more excellent.
  • the inorganic layer 3 is at least one selected from the group consisting of Au (gold), Pt (platinum), Pd (lead), Ni (nickel), NiP (phosphorus-containing nickel), Cr (chromium) and W (tungsten). It is composed of the inorganic material of. Since the inorganic layer 3 made of such an inorganic material is formed following the first uneven structure, the ductile film 1 is thermally deformed along the surface of the three-dimensional shape, and the ductile cured product layer 2 is formed. When the film is deformed following the ductile film 1, the shape of the first concave-convex structure does not easily collapse. Further, since the inorganic layer 3 functions as a conductive layer in electric casting, electric casting can be performed without further forming a conductive layer on the inorganic layer 3.
  • the second concavo-convex structure of the surface 3a of the inorganic layer 3 has a shape that follows the first concavo-convex structure, and its average pitch is 50 nm to 8 ⁇ m, similar to the first concavo-convex structure.
  • Preferred ranges such as the average pitch of the second uneven structure, the average depth of the concave portions (or the average height of the plurality of convex portions), the average aspect ratio, and the like are the same as those of the first uneven structure.
  • the thickness of the inorganic layer 3 is preferably 0.05 to 5 nm, more preferably 0.1 to 3 nm, and even more preferably 0.1 to 2.5 nm in terms of flat film.
  • the thickness in terms of flat film is the thickness of the inorganic layer formed on the flat surface under the same conditions as for forming the inorganic layer 3.
  • the adhesive layer 4 is used for attaching the three-dimensional molding film 10 to the surface of the three-dimensional structure (the surface of the three-dimensional shape).
  • the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer 4 include a natural rubber-based pressure-sensitive adhesive, a synthetic rubber-based pressure-sensitive adhesive, an acrylic-based pressure-sensitive adhesive, a urethane-based pressure-sensitive adhesive, and a silicone-based pressure-sensitive adhesive.
  • the pressure-sensitive adhesive may be solvent-based, emulsion-based, or water-based.
  • an acrylic pressure-sensitive adhesive is preferable from the viewpoint of easiness of increasing the breaking elongation of the pressure-sensitive adhesive layer 4.
  • auxiliaries may be added to the pressure-sensitive adhesive as needed.
  • Other auxiliaries include, for example, thickeners, pH regulators, tackfires, binders, crosslinkers, adhesive particles, defoamers, fungicides, pigments, inorganic fillers, stabilizers, wetting agents and Wetting agents can be mentioned.
  • the adhesive layer 4 has malleability.
  • the breaking elongation (110 ° C.) of the adhesive layer 4 may be a value that is equal to or higher than the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10.
  • the thickness of the adhesive layer 4 is preferably 5 to 50 ⁇ m, more preferably 10 to 25 ⁇ m. When the thickness of the adhesive layer 4 is at least the above lower limit value, unevenness in the thickness of the adhesive layer 4 is unlikely to occur, and sufficient adhesive strength can be easily obtained.
  • the three-dimensional molding film of the present invention may have a release sheet on the side of the adhesive layer 4 opposite to the side facing the ductile film 1.
  • a release sheet By covering the surface of the pressure-sensitive adhesive layer with a release sheet, for example, an effect of facilitating the handling and storage of the three-dimensional molding film before use, or an effect of preventing dust from adhering to the surface of the pressure-sensitive adhesive layer can be obtained. Further, when used, the release sheet can be easily peeled off from the adhesive layer surface.
  • the release sheet examples include a releaseable laminated sheet having a release sheet base material and a release agent layer provided on one side of the release sheet base material, or a polyolefin film such as a polyethylene film or a polypropylene film as a low-polarity base material. Be done.
  • papers or polymer films are used as the base material for the release sheet in the releaseable laminated sheet.
  • the release agent constituting the release agent layer for example, a general-purpose addition-type or condensation-type silicone-based release agent or a long-chain alkyl group-containing compound is used.
  • the long three-dimensional molding film 10 is in the form of a roll, and the surface of the adhesive layer of the three-dimensional molding film 10 and the outermost layer on the opposite side are bonded to each other. ..
  • the outermost layer on the opposite side is laminated with the release agent layer.
  • the production method of this example includes a step (step (a)) of forming a coating film 2A of the curable resin composition by applying the curable resin composition on the first surface 1a of the spreadable film 1.
  • step (a) the uneven structure of the master 100 having an uneven structure having an average pitch of 50 nm to 8 ⁇ m on the surface is transferred to the coating film 2A and the coating film 2A is cured to develop the coating film 2A.
  • step (b) A step of forming the diffusible cured product layer 2 (step (b)) and a step of forming the inorganic layer 3 following the surface 2a of the spreadable cured product layer 2 as shown as (c) in FIG. 4 (step). (C)) and a step (step (d)) of laminating the adhesive layer 4 on the second surface 1b of the spreadable film 1.
  • the method for applying the curable resin composition may be any one that can obtain a uniform film thickness on a flat surface, and for example, a known coating device such as a bar coater, a single-wafer roll coater, or an applicator may be used. Can be used.
  • a known coating device such as a bar coater, a single-wafer roll coater, or an applicator may be used. Can be used.
  • drying may be carried out in order to remove the diluent other than the polymerizable component and to secure the toughness of the coating film. Examples of the drying method include a method of heating a coating film of a curable resin composition at 60 to 80 ° C.
  • the uneven structure on the surface of the master 100 used in the step (b) (hereinafter, also referred to as “third uneven structure”) has a shape in which the first uneven structure on the surface 2a of the ductile cured product layer 2 is inverted. ..
  • FIG. 5 shows an example of the master 100.
  • the third concave-convex structure of the master 100 of this example is composed of a plurality of convex portions 101 arranged in two dimensions.
  • the average pitch of the third concavo-convex structure is 50 nm to 8 ⁇ m, similar to the first concavo-convex structure.
  • Preferred ranges such as the average pitch of the third concave-convex structure, the average depth of the convex portions 101 (or the average height of the plurality of convex portions), the average aspect ratio, and the like are the same as those of the first concave-convex structure.
  • Examples of the material of the master 100 include Si, quartz, and non-alkali glass.
  • the master 100 can be manufactured by, for example, a method such as dry etching, wet etching, or nanoimprint.
  • a mold release layer made of a silicone resin, a fluororesin, or the like may be provided on the surface of the master 100 with a thickness of about 1 to 10 nm for the purpose of imparting mold releasability.
  • the step (b) can be carried out by a known method such as an optical imprint method or a thermal imprint method, depending on the type of the curable resin composition.
  • an optical imprint method for example, an optical imprint device including a pressing means for pressing the master 100 against the coating film 2A and an irradiation means for irradiating the coating film 2A with active energy rays is used.
  • the laminate of the ductile film 1 and the coating film 2A and the master 100 are arranged so that the uneven structure of the coating film 2A and the master 100 are in contact with each other, and the surface of the master 100 is pressed. The uneven structure is pushed into the coating film 2A.
  • the laminated body and the master 100 In order to press the laminated body and the master 100, for example, it may be passed between a pair of rolls.
  • the pressure at the time of pressing is, for example, 0.1 to 5 MPa.
  • the coating film is irradiated with active energy rays by an active energy ray irradiation device to cure (crosslink) the coating film.
  • the master is peeled off from the cured coating film (ductile cured product layer 2).
  • the method for forming the inorganic layer 3 is not particularly limited, and examples thereof include a dry method such as a vapor deposition method and a wet method such as electrolytic plating and electroless plating.
  • the dry method include physical vapor deposition (PVD) such as various vacuum sputtering methods or vacuum vapor deposition methods, and various chemical vapor deposition methods (CVD).
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition methods
  • a physical vapor deposition method (PVD) such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method is preferable because the film thickness can be sufficiently controlled at a low temperature (for example, room temperature to 80 ° C.).
  • step (d) as a method of laminating the adhesive layer 4 on the second surface 1b, for example, a method of applying an adhesive on the second surface 1b, a method of applying an adhesive on the release sheet, and the adhesive layer 4 A method of forming the adhesive layer 4 and adhering the adhesive layer 4 and the second surface 1b to each other can be mentioned.
  • the coating method include various coating methods exemplified above in the description of step 1.
  • the step (d) may be performed after the step (b) or before the step (a).
  • the ductile film 1 the ductile cured product layer 2 having the first uneven structure having an average pitch of 50 nm to 8 ⁇ m on the surface, and the first uneven structure Since it has an inorganic layer 3 formed in accordance with the above and has a breaking elongation (110 ° C.) of 10% or more, the inorganic layer 3 side of the three-dimensional molding film 10 is directed outward for three-dimensional molding.
  • the film 10 By arranging the film 10 on the surface of the three-dimensional structure and thermally deforming the film 10 along the surface, it is possible to impart an uneven structure to the three-dimensional structure.
  • the presence of the inorganic layer 3 suppresses deformation when the three-dimensional forming film 10 is attached to the surface of the three-dimensional structure. Therefore, the uneven structure can be imparted to the surface of the three-dimensional structure with excellent accuracy. Further, in the present embodiment, since the adhesive layer 4 is provided on the second surface 1b of the malleable film 1, the three-dimensional molding film 10 can be easily attached to the surface of the three-dimensional structure.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the three-dimensional molding film 20 according to the second embodiment.
  • the three-dimensional molding film 20 has a malleable film 1, a malleable cured product layer 2, an inorganic layer 3, an adhesive layer 4, a malleable protective layer 5, and a second ductile film 6.
  • a mold release agent (not shown) is attached to the surface 3a (interface with the ductile protective layer 5) of the inorganic layer 3.
  • the malleable film 1, the malleable cured product layer 2, the inorganic layer 3, and the adhesive layer 4 are the same as those in the first embodiment, respectively.
  • the malleable protective layer 5 is located in contact with the surface 3a of the inorganic layer 3.
  • the malleable protective layer 5 penetrates into the recess 2b of the second concave-convex structure.
  • the surface 5a of the malleable protective layer 5 (the surface opposite to the side in contact with the inorganic layer 3) is a flat surface.
  • the second malleable film 6 is located on the surface 5a of the malleable protective layer 5.
  • the malleable protective layer 5 penetrates into the recess of the second uneven structure of the surface 3a of the inorganic layer 3, and together with the inorganic layer 3, the three-dimensional forming film 20 is thermally deformed along the surface of the three-dimensional shape. At the same time, it suppresses the deformation of the first uneven structure of the malleable cured product layer 2.
  • the malleable protective layer 5 is made of a resin material.
  • the resin material constituting the malleable protective layer 5 has malleability.
  • the breaking elongation (110 ° C.) of the resin material may be a value that is equal to or higher than the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10, but the breaking elongation (110 ° C.) of the following laminate B is 10. It is preferably a value of% or more. When the breaking elongation (110 ° C.) of the laminated body B is 10% or more, the effect of suppressing deformation of the first uneven structure is excellent.
  • Laminated body B A laminated body in which a layer of a resin material is formed on a second ductile film 6 with the same thickness as the maximum thickness of the ductile protective layer 5.
  • the preferable lower limit of the breaking elongation (110 ° C.) of the laminated body B is the same as the breaking elongation (110 ° C.) of the three-dimensional molding film 10.
  • the upper limit of the elongation at break (110 ° C.) of the laminate B is not particularly limited, but from the viewpoint of ensuring a uniform elongation in the plane during heating, 200% or less is preferable, and 100% or less is more preferable.
  • the resin material constituting the malleable protective layer 5 may be any material having malleability, but a cured product of a curable resin composition is preferable. If the malleable protective layer 5 is composed of a cured product of a curable resin composition, after the three-dimensional molding film 20 is attached to the surface of the three-dimensional structure, the inorganic layer 3 to the malleable protective layer 5 and the first When the second ductile film 6 is peeled off, the ductile protective layer 5 is unlikely to remain on the surface 3a of the inorganic layer 3. Examples of the curable resin composition having a breaking elongation of 10% or more of the cured product include those similar to the curable resin composition in the malleable cured product layer 2.
  • the resin material preferably contains a mold release component from the viewpoint of peelability when the malleable protective layer 5 is peeled from the inorganic layer 3.
  • the release component may be added as a release agent such as a silicone resin or a fluororesin, may be contained in the polymerizable component of the curable resin composition, or may be contained in the elastomer component of the curable resin composition. May be included in.
  • Examples of the release component in the polymerizable component include a fluoroalkyl group such as a trifluoromethyl group (-CF 3).
  • Examples of the release component in the elastomer component include a dimethyl silicone unit (-Si (CH 3 ) 2- O-).
  • curable resin composition containing a release component and having a breaking elongation of 10% or more of the cured product examples include Aica Kogyo's Itron Z series, AGC's NIF series and Otex's PARTIX series. Can be mentioned.
  • the thickness of the malleable protective layer 5 may be at least as long as it can fill the recesses 2b of the second concave-convex structure. For example, when the average depth of the plurality of recesses 2b constituting the first concave-convex structure is d. It can be arbitrarily determined in the range of d ⁇ 1.0 to d ⁇ 2.0.
  • the second ductile film 6 is used as a base material for applying a coating liquid (curable resin composition or the like) for obtaining a resin material constituting the malleable protective layer 5.
  • a coating liquid curable resin composition or the like
  • Examples of the second ductile film 6 include those similar to the ductile film 1.
  • release agent examples include those containing one or both of a silicone resin and a fluororesin. These release agents may be used alone or in combination of two or more.
  • a commercially available product such as Optool manufactured by Daikin Industries, Ltd. or Novec 1720 manufactured by 3M Co., Ltd. can be used. It is most preferable that the amount of the release agent adhered to the surface 3a of the inorganic layer 3 is kept to the minimum necessary to form a monomolecular layer.
  • the production method of this example includes a step (step (a)) of forming a coating film 2A of the curable resin composition by applying the curable resin composition on the first surface 1a of the spreadable film 1.
  • step (a) the uneven structure of the master 100 having an uneven structure having an average pitch of 50 nm to 8 ⁇ m on the surface is transferred to the coating film 2A and the coating film 2A is cured to develop the coating film 2A.
  • step (b) A step of forming the extendable cured product layer 2 (step (b)) and a step of forming the inorganic layer 3 following the surface 2a of the spreadable cured product layer 2 as shown as (c) in FIG. 4 (step). (C)), the step of applying the mold release agent to the surface of the inorganic layer 3 (step (e)), and the process of applying the curable resin composition on one surface of the second spreadable film 6.
  • the step of forming the coating film 5A of the curable resin composition (step (f)) and as shown in FIG.
  • a laminate of the second spreadable film 6 and the coating film 5A is arranged and bonded so that the coating film 5A and the inorganic layer 3 face each other, and the coating film 5A is cured to cure the spreadable protective layer. It has a step of forming 5 (step (g)) and a step of laminating the adhesive layer 4 on the second surface 1b of the spreadable film 1 (step (d)).
  • Steps (a), (b), (c), and (d) are as described above, respectively.
  • the release agent as a method of applying the release agent, it suffices if the release agent can be applied uniformly and evenly, and examples thereof include dipping, vapor deposition, spray coating and inkjet.
  • the amount of the release agent applied can be, for example, 0.01 to 0.8 nm.
  • heat drying can be performed for the purpose of removing the solvent, ensuring the strength of the coating film, and the like.
  • the temperature of heat drying is, for example, 60 to 80 ° C.
  • the step (f) is the same as the step (a).
  • the curable resin composition used in the step (a) and the curable composition used in the step (f) may be the same or different.
  • the method of laminating each laminated body may be any method as long as it can be uniformly pressure-bonded over a wide range and can be bonded without air bubbles.
  • a method using a laminator or a hand roller can be mentioned.
  • the ductile film 1 the ductile cured product layer 2 having the first concave-convex structure having an average pitch of 50 nm to 8 ⁇ m on the surface, and the first concave-convex structure Since it has an inorganic layer 3 formed in accordance with the above, the three-dimensional forming film 20 is arranged on the surface of the three-dimensional structure with the inorganic layer 3 side of the three-dimensional forming film 20 facing outward, and the surface thereof.
  • the uneven structure imparted by the three-dimensional molding film 10 is excellent in accuracy because deformation when the three-dimensional molding film 10 is attached to the surface of the three-dimensional structure is suppressed.
  • the inorganic layer 3 acts as an electroformed inorganic electrode in the method for manufacturing an electroformed mold, which will be described later. Since the inorganic layer 3 is laminated in the sheet state, a uniform inorganic layer can be efficiently produced as compared with the case where the inorganic layer 3 is laminated in the three-dimensionally processed state. For example, roll-to-roll processing becomes possible.
  • the present embodiment has the malleable protective layer 5, the accuracy is more excellent than the case where the malleable protective layer 5 is not provided. Further, since the adhesive layer 4 is provided on the second surface 1b of the malleable film 1, the three-dimensional molding film 10 can be easily attached to the surface of the three-dimensional structure.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the three-dimensional structure 30 with concave-convex structure according to the embodiment.
  • the three-dimensional structure 30 with the concave-convex structure includes the three-dimensional structure 7 and the three-dimensional forming film 10 of the first embodiment.
  • the three-dimensional molding film 10 is arranged on the surface of a part of the three-dimensional structure 7 so that the inorganic layer 3 is the outermost layer.
  • a part of the surface of the three-dimensional structure 7 has a curved surface (three-dimensional shape).
  • the material of the three-dimensional structure 7 is not particularly limited, and examples thereof include PMMA, PC, POM (polyacetal), and PE (polyethylene).
  • the size of the three-dimensional structure 7 is not particularly limited, but the area of the surface on which the three-dimensional molding film 10 is arranged may be, for example, 0.01 to 3 m 2 . The larger this area, the higher the usefulness of the present invention.
  • the surface area on which the three-dimensional molding film 10 is arranged is preferably 0.06 to 1.5 m 2.
  • the three-dimensional structure 30 with an uneven structure can be manufactured by, for example, the following manufacturing method 1 or 2.
  • Manufacturing Method 1 A method of attaching the three-dimensional molding film 10 of the first embodiment to a part of the surface of the three-dimensional structure 7.
  • Manufacturing method 2 The three-dimensional molding film 20 of the second embodiment is attached to a part of the surface of the three-dimensional structure 7, and the ductile protective layer 5 and the second ductile film 6 are peeled off from the inorganic layer 3. how to.
  • any method may be used as long as the film can be attached to the surface of the three-dimensional shape, and a method using gas pressure is preferable from the viewpoint of uniformity.
  • a method using gas pressure is preferable from the viewpoint of uniformity.
  • the method using the pressure of the gas include a three-dimensional coating method (Three-dimensional Overlay Method) (hereinafter, also referred to as “TOM method”).
  • the TOM method is a technique called “NGF molding” (Next Generation Forming) derived from "vacuum / compressed air molding", and is used for a processing process of attaching a decorative film to the surface of a molded adherend.
  • the production of the three-dimensional structure 30 with the concave-convex structure by the TOM method can be carried out by using a known TOM method molding machine (for example, those described in Japanese Patent No. 3733564).
  • the TOM method molding machine includes, for example, a lower chamber box that opens upward and has an elevating table inside, and an upper chamber box that is located above the lower chamber box and opens downward and has a heater inside.
  • a decompression device communicating with each of the upper chamber box and the lower chamber box, and a pressurizing device communicating with the upper chamber box are provided.
  • a jig for installing the three-dimensional structure may be installed on the elevating table.
  • the production of the three-dimensional structure 30 with an uneven structure using such a TOM method molding machine can be performed, for example, as follows.
  • the three-dimensional structure is installed on the elevating table (or the jig installed on the elevating table) in the lower chamber box, and the three-dimensional molding film 10 or 20 is placed on the upper edge of the lower chamber box.
  • a space having an airtight structure inside each of the upper chamber box and the lower chamber box (a space surrounded by each chamber box and the three-dimensional molding film 10 or 20).
  • the inside of each of the upper chamber box and the lower chamber box is depressurized by the depressurizing device, and the three-dimensional molding film 10 or 20 is softened by heating with the heater to raise the elevating stage.
  • the three-dimensional structure is pressed against the softened three-dimensional molding film 10 or 20, and the air or compressed air is introduced into the upper chamber box by the pressurizing device to introduce the upper chamber box.
  • the pressurizing device to introduce the upper chamber box.
  • the three-dimensional forming film 10 or 20 is brought into close contact with a part of the surface of the three-dimensional structure, the upper chamber box is raised, and the three-dimensional forming film 10 or 20 is brought into close contact with the three-dimensional structure.
  • the structure is taken out, and unnecessary parts of the three-dimensional molding film 10 or 20 are cut off.
  • the ductile protective layer 5 and the second ductile film 6 are peeled off after cutting off unnecessary portions. In this way, the three-dimensional structure 30 with concave-convex structure is obtained.
  • the heating temperature when heating the three-dimensional molding films 10 and 20 can be, for example, 80 to 160 ° C.
  • the method for manufacturing an electric mold according to the present embodiment is to perform electric casting using the three-dimensional structure 30 with the concave-convex structure as a master mold, thereby forming the three-dimensional structure 30 with the concave-convex structure.
  • step (i) of removing portions other than the three (spreadable film 1, spreadable cured product layer 2, adhesive layer and three-dimensional structure 7).
  • the inorganic layer 3 acts as a base electrode. Electroforming can be performed by a known method. Examples of the method for removing the portion of the three-dimensional structure 30 with the concave-convex structure other than the inorganic layer 3 in the step (i) include a method of dissolving in a solvent such as 2-propanol (IPA), ethanol, and acetone. ..
  • the method for manufacturing an electric mold according to the present embodiment follows the second uneven structure on the surface of the inorganic layer 3 on the surface of the inorganic layer 3 of the three-dimensional structure 30 with the concave-convex structure before the step (h). It may further have a step (step (j)) of depositing the above-mentioned inorganic material.
  • step (j) depositing the above-mentioned inorganic material.
  • the step (j) by performing the step (j), the cracked or peeled portion is covered with the inorganic material, the continuity of the inorganic layer 3 can be ensured, and the electric casting can be performed satisfactorily. If sufficient conductivity is ensured after the three-dimensional forming film 10 or 20 is thermally deformed, the step (j) may not be performed. For example, when the unevenness of the uneven structure is small, the load applied to the inorganic layer 3 at the time of thermal deformation or peeling of the malleable protective layer 5 is small, and cracking or peeling is unlikely to occur.
  • Step (j) can be carried out in the same manner as in step (c).
  • the inorganic material deposited in step (j) may be the same as or different from the inorganic material constituting the inorganic layer 3, but is typically the same.
  • the amount of the inorganic material deposited in the step (j) is preferably such that the thickness in terms of flat film is 0.01 to 10 nm, more preferably 0.03 to 5 nm, and 0.05 to 3 nm. Is more preferred.
  • the amount of the deposited inorganic material is at least the above lower limit value, sufficient continuity of the inorganic layer 3 can be ensured even if the inorganic layer 3 is cracked or peeled off.
  • the amount of the inorganic material to be deposited is not more than the above upper limit value, the shape of the inorganic layer 3 after the inorganic material is deposited tends to follow the first uneven structure.
  • the three-dimensional molding film of the present invention may not have an adhesive layer.
  • An adhesive layer may be arranged on the surface of the three-dimensional structure, and a three-dimensional molding film may be attached via the adhesive layer.
  • An adhesive may be used instead of the adhesive layer.
  • the adhesive layer is preferable from the viewpoint of easily following the thermal deformation of the malleable film 1.
  • Si master having an uneven structure on the surface was produced by the following procedure. Using a mask formed by colloidal lithography technology, a concavo-convex structure (moss eye structure) was formed by dry etching. The average pitch of the uneven structure was 120 nm, and the average height was 300 nm. Then, a mold release agent (Optool manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was applied to and dried on the surface having an uneven structure.
  • a mold release agent Optool manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • a UV curable resin composition was applied onto the ductile film using a bar coat to form a coating film.
  • As the malleable film Kuraray's acrylic film IT series was used.
  • the elongation at break (110 ° C.) of the malleable film was 80%.
  • As the UV curable resin composition P5790 series manufactured by Daido Kasei Kogyo Co., Ltd. was used.
  • the obtained laminate (ductile film / coating film) was cut into a size of 21 cm ⁇ 30 cm to obtain a film for uneven structure. Further, a part of this laminated body was cut, the coating film was cured, and the elongation at break (110 ° C.) was measured and found to be 60%.
  • a UV curable resin composition containing a release component was applied onto a malleable film using a bar coat to form a coating film.
  • the malleable film the same film as in Production Example 2 was used.
  • the UV curable resin composition containing the release component Itron Z series manufactured by Aica Kogyo Co., Ltd. was used.
  • the obtained laminate (ductile film / coating film) was cut into a size of 21 cm ⁇ 30 cm to obtain a protective film a). Further, a part of this laminated body was cut, the coating film was cured, and the elongation at break (110 ° C.) was measured and found to be 60%.
  • Example 1 Manufacturing of 3D molding film>
  • the coating film of the concavo-convex structure film was brought into contact with the surface of the Si master having the concavo-convex structure and pressed. In that state, UV irradiation was performed so that the integrated light amount required for the coating film to be cured or more (UV light source containing a center wavelength of 365 nm). Then, the ductile film side was slowly peeled off.
  • Pt was vapor-deposited on the surface of the laminate (ductile film / cured product layer) obtained in (1) above on the cured product layer side by a vacuum vapor deposition method to form an inorganic layer. The thickness of the inorganic layer was 1.2 nm in terms of flat film.
  • a mold release agent is applied to the inorganic layer of the laminate (ductile film / cured product layer / inorganic layer) obtained in (2) above, and heat-dried at 80 ° C. went.
  • As a release agent Novec 1720 manufactured by 3M Company was used.
  • the inorganic layer and the coating film of the protective film a) were bonded together using a film laminator. In that state, UV irradiation was performed so that the integrated light amount required for the coating film to be cured or more (UV light source containing a center wavelength of 365 nm).
  • Example 1 the three-dimensional molding film of Example 1 (ductile film / cured product layer / inorganic layer / protective layer / ductile film) was obtained.
  • Table 1 shows the elongation at break (110 ° C.) of the three-dimensional molding film.
  • Example 2 The same operation as in Example 1 was performed except that the protective film b) was used instead of the protective film a) to obtain the three-dimensional molding film of Example 2.
  • Example 3 The laminate obtained in (2) above was used as it was as the three-dimensional molding film of Example 3 without performing the operations (3) and (4) above.
  • Example 4 The three-dimensional molding film of Example 4 was obtained by performing the same operation as in Example 1 except that the surface of the cured product layer was subjected to the mold release treatment in (3) above without performing the operation in (2) above. Obtained.
  • Example 5 The same operation as in Example 1 was performed except that the operation in (3) above was not performed, to obtain a three-dimensional molding film of Example 5.
  • Example 6 The same operation as in Example 1 was performed except that the cured product layer and the coating film of the protective film a) were directly bonded in the above (4) without performing the above operations (2) and (3). A film for three-dimensional molding was obtained.
  • Examples 7-9 The same operations as in Examples 4 to 6 were performed except that the protective film b) was used instead of the protective film a) to obtain the three-dimensional molding films of Examples 7 to 9.
  • the obtained three-dimensional molding film was subjected to a heat stretching treatment (110 ° C., 10% stretching) in imitation of the TOM method. After the heat stretching treatment, the inorganic layer was exposed by peeling off the protective film for those using the protective film. Then, on the surface of the three-dimensional molding film having an uneven structure, the reflectance was measured and the peelability of the protective film was evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.
  • the reflectance was measured in the visible light range (wavelength range 380 to 700 nm) using an ultraviolet visible near infrared spectrophotometer (model number: V-770) manufactured by JASCO Corporation.
  • the reflectance before the heat stretching treatment was 0.17%.
  • peelability was evaluated based on the following criteria based on the ease of peeling (small resistance) when peeling the protective film and the presence or absence of unpeeled portions on the surface of the inorganic layer after peeling (visual observation).
  • Example 1 to 3 even after the heat-stretching treatment, excellent optical performance (low reflectance) equivalent to that before the heat-stretching treatment was obtained.
  • the results of Examples 1 and 2 in which the protective layer was provided were excellent.
  • Example 1 and Example 2 were compared, the result of Example 1 in which the protective layer contained a release component was excellent.
  • Examples 4 and 7 in which the inorganic layer was not provided were inferior in optical performance after the heat stretching treatment as compared with Examples 1 and 2 having the same configuration except for the presence or absence of the inorganic layer. It is considered that this is because the absence of the inorganic layer increased the optical scattering due to the slight deformation of the uneven structure.

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Abstract

三次元構造体の表面に、三次元構造体が大型であっても微細凹凸構造を付与することができ、付与される微細凹凸構造の精度にも優れる三次元成形用フィルム、前記三次元成形用フィルムを用いた凹凸構造付き三次元構造体及びその製造方法、並びに前記凹凸構造付き三次元構造体を用いた電鋳型の製造方法の提供。展延性フィルムと、前記展延性フィルムの第一面上に位置し、硬化性樹脂組成物の硬化物で構成され、表面に平均ピッチが50nm~8μmである凹凸構造を有する展延性硬化物層と、前記凹凸構造に追従して形成された無機層と、を有し、110℃における破断伸度が10%以上であり、前記無機層は、Au、Pt、Pd、Ni、NiP、Cr及びWからなる群から選ばれる少なくとも1種の無機材料で構成されている、三次元成形用フィルム。

Description

三次元成形用フィルム、凹凸構造付き三次元構造体、その製造方法及び電鋳型の製造方法
 本発明は、三次元成形用フィルム、凹凸構造付き三次元構造体、その製造方法及び電鋳型の製造方法に関する。
 本願は、2019年10月21日に、日本に出願された特願2019-191954号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 物品の表面に反射防止性能等を付与する目的で、微細凹凸構造(例えば、モスアイ構造)を付与する場合がある。
 物品の表面に微細凹凸構造を付与する手法としては、表面に微細凹凸構造を有する原盤を使用し、ナノインプリントにより微細凹凸構造を転写する手法が知られている。
 原盤の表面の微細凹凸構造は、例えば、Si基板等の基板の表面にレジスト膜を形成してパターニングし、これをマスクとしてドライエッチングを行うことにより形成される。この場合、基板としては、平板状のものが用いられる。
 また、特許文献1には、パターニングが不要で、曲面にも微細凹凸構造を付与できる手法として、反応性イオンエッチング装置を使用し、エッチングガスとして六フッ化硫黄と酸素との混合ガスを使用し、生成した酸化物をマスクとしてエッチングを行うことで、Si基材の表面に微細構造を形成する、反射防止構造用金型の製造方法が開示されている。
 一方、特許文献2には、加工対象物の曲面に対し微細凹凸構造を付与して三次元加工成形体を製造する方法として、フレキシブル賦形型層と被賦形層とを含む三次元加工用フィルムを用いる方法が開示されている。フレキシブル賦形型層は、熱可塑性樹脂で構成された第1基材層と、微細凹凸構造の表面を有する賦形層とを含み、被賦形層は、硬化性樹脂組成物で構成され、上記微細凹凸構造の表面に積層されている。この三次元加工用フィルムの被賦形層側を加工対象物の曲面に貼付し、被賦形層を硬化してからフレキシブル賦形型層を剥離することで、加工対象物の曲面に微細凹凸構造が付与される。
日本国特許第5584907号公報 日本国特開2018-89891号公報
 大型の三次元構造体の表面に微細凹凸構造を付与できれば、これを型に射出成形の金型を作製し、表面に微細凹凸構造を有する大型の樹脂成形体(レンズ、自動車ヘッドライト等)を射出成形により製造することができ、生産性を向上させるとともに高性能な部材を安価に供給できると考えられる。
 しかし、特許文献1の方法は、基材が大型になると反応性イオンエッチング装置のチャンバーに収容できないため、大型の三次元構造体の表面に微細凹凸構造を付与することは困難である。
 一方、特許文献2の方法は、大型の三次元構造体の表面に微細凹凸構造を付与することは可能であるが、被賦形層を硬化させた後、フレキシブル賦形型層を剥離する際に微細凹凸構造が変形し、目的の性能(反射防止性能等)が充分に発現しないことがある。なお、特許文献2では、三次元加工成形体は最終製品であり、これを金型の製造に用いることは検討されていない。
 本発明の一態様は、三次元構造体の表面に、三次元構造体が大型であっても微細凹凸構造を付与することができ、付与される微細凹凸構造の精度にも優れる三次元成形用フィルム、上記三次元成形用フィルムを用いた凹凸構造付き三次元構造体及びその製造方法、並びに上記凹凸構造付き三次元構造体を用いた電鋳型の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の態様を有する。
[1] 展延性フィルムと、
 前記展延性フィルムの第一面上に位置し、硬化性樹脂組成物の硬化物で構成され、表面に平均ピッチが50nm~8μmである凹凸構造を有する展延性硬化物層と、
 前記凹凸構造に追従して形成された無機層と、を有し、
 110℃における破断伸度が10%以上であり、
 前記無機層は、Au、Pt、Pd、Ni、NiP、Cr及びWからなる群から選ばれる少なくとも1種の無機材料で構成されている、三次元成形用フィルム。
[2] 前記無機層の表面に接して位置し、樹脂材料で構成された展延性保護層をさらに有し、
 前記無機層の表面に、離型剤が付着している、[1]に記載の三次元成形用フィルム。
[3] 前記樹脂材料が離型成分を含む、[2]に記載の三次元成形用フィルム。
[4] 前記展延性フィルムの前記第一面とは反対側の第二面上に位置する粘着層をさらに有する、[1]に記載の三次元成形用フィルム。
[5] 前記展延性フィルムの前記第一面とは反対側の第二面上に位置する粘着層をさらに有する、[2]又は[3]に記載の三次元成形用フィルム。
[6] 三次元構造体と、[1]又は[4]に記載の三次元成形用フィルムとを有し、
 前記三次元成形用フィルムは、前記三次元構造体の一部の表面上に、前記無機層が最外層となるように配置されている、凹凸構造付き三次元構造体。
[7] 三次元構造体の一部の表面に、[1]又は[4]に記載の三次元成形用フィルムを貼付する、凹凸構造付き三次元構造体の製造方法。
[8] 三次元構造体の一部の表面に、[2]、[3]又は[5]に記載の三次元成形用フィルムを貼付し、前記展延性保護層を剥離する、凹凸構造付き三次元構造体の製造方法。
[9] 気体の圧力を利用して、前記三次元構造体の一部の表面に前記三次元成形用フィルムを貼付する、[7]又は[8]に記載の凹凸構造付き三次元構造体の製造方法。
[10] [6]に記載の凹凸構造付き三次元構造体を母型として電鋳を行うことで、前記凹凸構造付き三次元構造体の前記無機層の表面上に金属層を形成し、前記金属層から前記凹凸構造付き三次元構造体の前記無機層以外の部分を除去する、電鋳型の製造方法。
[11] 前記電鋳を行う前に、前記凹凸構造付き三次元構造体の前記無機層の表面に、前記無機層の表面の凹凸構造に追従して前記無機材料を堆積する、[10]に記載の電鋳型の製造方法。
 本発明の一態様によれば、三次元構造体の表面に、三次元構造体が大型であっても微細凹凸構造を付与することができ、付与される微細凹凸構造の精度にも優れる三次元成形用フィルム、上記三次元成形用フィルムを用いた凹凸構造付き三次元構造体及びその製造方法、並びに上記凹凸構造付き三次元構造体を用いた電鋳型の製造方法を提供できる。
図1は、第一実施形態に係る三次元成形用フィルムの模式断面図である。 図2は、平均ピッチ等の測定方法を説明する模式平面図である(三角格子の場合)。 図3は、平均ピッチ等の測定方法を説明する模式平面図である(正方格子の場合)。 図4は、第一実施形態に係る三次元成形用フィルムの製造方法を説明する模式図である。 図5は、第一実施形態に係る三次元成形用フィルムの製造に用いる原盤の斜視図である。 図6は、第二実施形態に係る三次元成形用フィルムの模式断面図である。 図7は、第二実施形態に係る三次元成形用フィルムの製造方法を説明する模式図である。 図8は、実施形態に係る凹凸構造付き三次元構造体の模式断面図である。 図9は、実施形態に係る電鋳型の製造方法を説明する模式図である。
 以下、本発明について、添付の図面を参照し、実施形態を示して説明する。
 本発明において「展延性」とは、三次元形状の表面(曲面等の非平面)に沿って熱変形することが可能であることを示す。
 「破断伸度」は、幅15mm、長さ150mmの試験片(三次元成形用フィルム、展延性フィルム等)について、JIS K 7127:1999に準拠して測定される値である。
 なお、図1~9における寸法比は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは異なったものである。
[三次元成形用フィルム]
(第一実施形態)
 図1は、第一実施形態に係る三次元成形用フィルム10の模式断面図である。
 三次元成形用フィルム10は、展延性フィルム1と、展延性硬化物層2と、無機層3と、粘着層4とを有する。
 展延性硬化物層2は、展延性フィルム1の第一面1a上に位置する。展延性硬化物層2は、表面2a(展延性フィルム1と接する側とは反対側の面)に凹凸構造を有する。以下、展延性硬化物層2の表面2aの凹凸構造を「第一の凹凸構造」ともいう。
 無機層3は、展延性硬化物層2の表面2a上に、第一の凹凸構造に追従して形成されている。無機層3は、表面3a(展延性硬化物層2と接する側とは反対側の面)に、第一の凹凸構造に追従した凹凸構造を有する。以下、無機層3の表面3aの凹凸構造を「第二の凹凸構造」ともいう。ここで「追従」とは、第二の凹凸構造における凸部又は凹部の位置が、第一の凹凸構造の凸部又は凹部の位置と略一致することを示す。
 粘着層4は、展延性フィルム1の第一面1aとは反対側の第二面1b上に位置する。
 三次元成形用フィルム10の110℃における破断伸度(以下、「破断伸度(110℃)」ともいう。)は、10%以上であり、30%以上が好ましく、50%以上がより好ましい。三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)が上記下限値以上であれば、三次元成形用フィルム10を三次元形状の表面に沿って熱変形させやすい。
 三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)の上限は特に限定されないが、過剰な熱変形による第一の凹凸構造の変形、それに伴う第二の凹凸構造の変形を抑制する観点から、200%以下が好ましく、100%以下がより好ましい。
 <展延性フィルム>
 展延性フィルム1の破断伸度(110℃)は、三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)を10%以上とする観点から、10%以上が好ましい。展延性フィルム1の破断伸度(110℃)の好ましい下限及び上限はそれぞれ三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)と同様である。
 展延性フィルム1は、典型的には、熱可塑性樹脂で構成されたフィルムである。
 熱可塑性樹脂としては、例えば、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリエステル(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET))、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)、ポリスチレン(PS)及びポリウレタンが挙げられる。
 展延性フィルム1は、延伸フィルムでもよいし、無延伸フィルムでもよい。
 展延性フィルム1としては、展延性に優れることから、PMMAフィルム、無延伸PETフィルム又はPCフィルムが好ましい。
 展延性フィルム1は、後述する展延性硬化物層2形成の観点から、表面平滑性が充分に確保されていることが好ましい。具体的には、展延性フィルム1の算術平均粗さ(Ra)が5nm以下であることが好ましい。Raは、JIS B 0601:2001に準拠して測定される。
 展延性フィルム1の厚さは、例えば、50~150μmである。
 <展延性硬化物層>
 展延性硬化物層2は、硬化性樹脂組成物の硬化物で構成されている。
 硬化物は架橋構造を有するので、展延性フィルム1が三次元形状の表面に沿って熱変形し、展延性硬化物層2が展延性フィルム1に追従して変形したときに、第一の凹凸構造の形状が崩れにくい。
 展延性硬化物層2を構成する、硬化性樹脂組成物の硬化物は展延性を有する。
 硬化性樹脂組成物の硬化物の破断伸度(110℃)は、三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)以上となる値であればよいが、下記積層体Aの破断伸度(110℃)が10%以上となる値であることが好ましい。下記積層体Aの破断伸度(110℃)が10%以上であれば、展延性フィルム1が三次元形状の表面に沿って熱変形したときに、展延性硬化物層2が展延性フィルム1に追従して変形しやすい。
 積層体A:展延性フィルム1上に硬化性樹脂組成物を、硬化後の厚さが展延性硬化物層2の最大厚さと同じ厚さとなるように塗布し、硬化して得た積層体。
 積層体Aの破断伸度(110℃)の好ましい下限及び上限はそれぞれ三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)と同様である。
 硬化性樹脂組成物としては、例えば、熱硬化性樹脂組成物及び活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が挙げられる。活性エネルギー線としては、紫外線、可視光、電子線等が挙げられる。
 硬化性樹脂組成物としては、硬化のコントロール容易性から、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が好ましい。
 硬化性樹脂組成物としては、例えば、重合性成分とエラストマー成分とを含む組成物が挙げられる。この場合、硬化物は、重合性成分の重合物とエラストマー成分とを含む。硬化物は、エラストマー成分を含むことで、破断伸度が向上する。
 このような組成物の硬化物の破断伸度を調整する方法としては、例えば、重合性成分とエラストマー成分との量比を調整する方法又は重合性成分及びエラストマー成分それぞれの分子量を調整する方法が挙げられる。
 重合性成分は、重合性官能基を有していれば特に限定されない。重合性官能基としては、ラジカル、カチオン又はアニオンを生じさせて重合を引き起こす基であればよく、例えば、重合性不飽和基及びエポキシ基が挙げられる。重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基及びビニル基が挙げられる。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基又はメタクリロイル基を示す。
 重合性成分は、オリゴマーを含んでよい。オリゴマーとしては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ系(メタ)アクリレートオリゴマー、エーテル系(メタ)アクリレートオリゴマー、エステル系(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート系(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリオール系(メタ)アクリレートオリゴマー、フッ素系(メタ)アクリレートオリゴマー、シリコーン系(メタ)アクリレートオリゴマー、不飽和ポリエステル類(不飽和ジカルボン酸と多価アルコールとの縮合物等)のオリゴマー、カチオン重合型エポキシ化合物、及び側鎖にラジカル重合性結合を有する後述のモノマーの単独重合体又は共重合体等が挙げられる。(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを示す。
 オリゴマーは、単官能オリゴマー及び2官能以上の多官能オリゴマーのいずれであってもよいが、硬化後に適度な架橋密度を得る観点から、多官能オリゴマーであることが好まし。多官能オリゴマーは、側鎖に重合性官能基を有することが好ましい。
 重合性成分は、モノマーを含んでよい。モノマーは、硬化性樹脂組成物の粘度を調整するための反応性希釈剤(溶剤)であってもよい。モノマーは、単官能モノマー及び2官能以上の多官能モノマーのいずれであってもよい。
 単官能モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、s-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート及びステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート並びに2-エトキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸;(メタ)アクリロニトリル;スチレン及びα-メチルスチレン等のスチレン類;並びに(メタ)アクリルアミド、N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N-ジエチル(メタ)アクリルアミド及びジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
 多官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロキシエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(3-(メタ)アクリロキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロパン、1,2-ビス(3-(メタ)アクリロキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エタン、1,4-ビス(3-(メタ)アクリロキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)ブタン、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼン及びメチレンビスアクリルアミド等の二官能モノマー;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシド変性トリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンプロピレンオキシド変性トリアクリレート、トリメチロールプロパンエチレンオキシド変性トリアクリレート及びイソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリ(メタ)アクリレート等の三官能モノマー;コハク酸/トリメチロールエタン/アクリル酸の縮合反応混合物、ジペンタエリストールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリストールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等の四官能以上の多官能モノマー及びこれら多官能モノマーのエチレンオキシド付加物又はプロピレンオキシド付加物;二官能以上のウレタンアクリレート;並びに二官能以上のポリエステルアクリレートが挙げられる。
 重合性成分の重合物としては、例えば、(メタ)アクリレート系ポリマー、ウレタンアクリレート系ポリマー、アクリルアクリレート系ポリマー、エポキシアクリレート系ポリマー及びポリエステルアクリレート系ポリマーが挙げられる。
 エラストマー成分としては、例えば、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、スチレン-ブタジエンコポリマー、エチレン-プロピレンコポリマー及びこれらの水添物が挙げられる。
 硬化性樹脂組成物は、重合開始剤を含むことができる。重合開始剤としては、例えば、Irgacure651、Irgacure184、Irgacure1173及びIrgacure127(いずれもBASF社製)が挙げられる。
 硬化性樹脂組成物は、離型剤、滑剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、重合禁止剤、充填剤、シランカップリング剤、着色剤、強化剤及び耐衝撃性改質剤等の添加剤を含んでよい。
 硬化性樹脂組成物は、重合性成分以外の希釈剤を含んでよい。重合性成分以外の希釈剤は、展延性硬化物層2を形成する際に除去される。
 硬化性樹脂組成物として、市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、大同化成工業社のダイオレット5700番シリーズ(例えば、5790シリーズ)及びダイオレット5800番シリーズ、DSP五協フード&ケミカル社のSCシリーズ、東洋インキ社のLCHシリーズ、MOL2000番シリーズ及びMOL3000番シリーズ、アイカ工業社のアイカアイトロンZシリーズ、DIC社のユニディックシリーズ並びに日本化工塗料社のトマックスFAシリーズ(以上、いずれも紫外線硬化性樹脂組成物)が挙げられる。
 展延性硬化物層2の表面2aの第一の凹凸構造は、本実施形態では、一次元又は二次元に配列した複数の凹部2bから構成されている。第一の凹凸構造は、複数の凸部から構成されていてもよい。
 「一次元に配列」とは、複数の凹部2b(又は凸部)の配列方向が、同一面内の1方向であることを示す。「二次元に配列」とは、複数の凹部2b(又は凸部)の配列方向が、同一面内の少なくとも2方向であることを示す。隣り合う凹部2b(又は凸部)の間に平坦面が存在していてもよいし、存在していなくてもよい。
 複数の凹部2b(又は凸部)は、周期的に配列していてもよいし、ランダムに配列していてもよい。「ランダムに配列」とは、複数の凹部2b(又は凸部)の中心間の間隔及び配列方向が一定でない状態をいう。
 複数の凹部2b(又は凸部)が二次元に周期的に配列した構造としては、配列方向が2方向で、その交差角度が90°である正方格子構造、配列方向が3方向で、その交差角度が60°である三角格子(六方格子ともいう。)構造等が挙げられる。
 複数の凹部2bそれぞれの形状は、特に限定されず、例えば、円錐形状、円錐台形状、多角錘(例えば、四角錐~六角錐)形状、多角錘台形状、球欠形状(半球体形状、略半球体形状、楕円体形状等)、正弦波形状又はこれらを基本とした派生形状等であってよい。
 第一の凹凸構造の平均ピッチは、50nm~8μmであり、90~500nmが好ましく、90~180nmがより好ましく、90~120nmがさらに好ましい。第一の凹凸構造の平均ピッチが50nm以上であれば、射出成形又はナノインプリントにおいて転写不良を起こし難く、製造が容易な形状となる。第一の凹凸構造の平均ピッチが8μm以下であれば、射出成形又はナノインプリントにおいて転写不良を起こし難く、製造が容易な形状となる。特に、平均ピッチが120nm以下であれば、優れた反射防止性能を有する樹脂成形体を射出成形により成形可能な電鋳型を製造できる。
 第一の凹凸構造の平均ピッチは、隣り合う凹部2b(又は凸部)の中心間距離の平均値であり、走査電子顕微鏡(SEM)で、凹部2b(又は凸部)が1画像あたり20~30個測定できる倍率で観察して得られた表面画像から、隣り合う凹部(又は凸部)の中心間距離を測定することにより求める。具体的な測定方法は以下のとおりである。
 まず、展延性硬化物層2が形成された展延性フィルム1を、隣り合う2以上の凹部2b(又は凸部)を切断面が通るように、第一面1aに対して垂直に切断し、切断面を有する1辺が10mm程度の略正方形の小片サンプルを得る。切断には、例えば、ミクロトーム又は集束イオンビーム装置(FIB)を用いる。
 次いで、上記小片サンプルを上面からSEMで観察し、観察できる凹部2b(又は凸部)が1画像あたり20~30個測定できる倍率で展延性硬化物層2の表面画像を得る。次いで、SEMによる展延性硬化物層2の表面画像から、20対の隣り合う凹部2b(又は凸部)を選択し、各々の隣り合う凹部2b(又は凸部)の中心間の距離Pを求める。このようにして求めた20個の距離Pを平均した値を、平均ピッチとする。
 複数の凹部2b(又は凸部)が格子状に配列している場合、隣り合う凹部2b(又は凸部)とは、格子方向に添って隣り合う凹部2b(又は凸部)である。例えば、複数の凹部2b(又は凸部)が三角格子状に配列している場合、隣り合う凹部2b(又は凸部)は、図2にt1~t3として示す方向に添って隣り合う凹部2b(又は凸部)である。複数の凹部2b(又は凸部)が正方格子状に配列している場合、隣り合う凹部2b(又は凸部)は、図3にt11~t12として示す方向に添って隣り合う凹部2b(又は凸部)である。
 複数の凹部2b(又は凸部)が格子状に配列している場合、平均ピッチを測定するための小片サンプルを得る際の切断方向は、格子方向に添った方向とする。例えば、複数の凹部2b(又は凸部)が三角格子状に配列している場合、小片サンプルを得るための切断方向は、図2にt1~t3として示す方向で切断する。複数の凹部2b(又は凸部)が正方格子状に配列している場合、小片サンプルを得るための切断方向は、図3にt11~t12として示す方向で切断する。
 第一の凹凸構造を構成する複数の凹部2bの平均深さ(又は複数の凸部の平均高さ)は、90~500nmが好ましく、90~180nmがより好ましく、90~120nmがさらに好ましい。平均深さ(又は平均高さ)が上記下限値以上であれば、射出成形又はナノインプリントにおいて転写不良を起こし難く、製造が容易な形状がより優れる。平均深さ(又は平均高さ)が上記上限値以下であれば、反射防止効果がより優れる。
 平均深さ(又は平均高さ)は、次のように求める。
 まず、展延性硬化物層2が形成された展延性フィルム1を、第一面1aに対して垂直に切断し、1辺が10mm程度の略正方形の小片サンプルを得る。切断には、例えば、ミクロトーム又は集束イオンビーム装置(FIB)を用いる。
 次いで、得られた小片サンプルの切断面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、切断面から全体を観察できる凹部2bが1画像あたり約3個測定できる倍率で断面画像を得る。同様にして10枚以上の同じ倍率の断面画像を得て、計30個の凹部2bを選択し、これら各凹部2bの深さを求める。
 各凹部2bの深さは、当該凹部2bの最上部を基準とする当該凹部2bの下端の深さである。
 切断面から観察できる凹部2bの最上部は、両隣の凹部2bとの間において各々把握できるので、それらの中間高さが、当該凹部2bの最上部となる。
 両隣の凹部2bとの間における最上部は、隣の凹部2bとの間に平坦面が存在する場合は、その平坦面と当該凹部2bとの境目が、その隣の凹部2bとの間における最上部である。隣の凹部2bとの間に平坦面が存在しない場合は、隣の凹部2bとの間で最も高い点が、その隣の凹部2bとの間における最上部である。
 1つの凹部2b(以下、「凹部2b-1」ともいう。)と当該凹部2b-1の一方の隣の凹部2b(以下、「凹部2b-2」ともいう。)との間における最上部を基準とする凹部2bの下端の深さをLaとし、凹部2b-1と当該凹部2b-1の他方の隣の凹部2b(以下、「凹部2b-3」ともいう。)との間における最上部を基準とする凹部2bの下端の深さをLbとすると、凹部2b-1の深さL1は、L1=(La+Lb)/2で求められる。
 このようにして求めた30個の凹部2bの深さL1を平均したものが、平均高さである。
 複数の凸部の平均高さは、凹部2bの深さの代わりに凸部の高さ(当該凸部の最下部を基準とする当該凸部の頂点の高さ)を求める以外は、複数の凹部の平均深さと同様に求める。
 複数の凹部2b(又は凸部)が格子状に配列している場合、平均深さ(又は平均高さ)を測定するための小片サンプルを得る際の切断方向は、格子方向と異なる方向とする。格子方向と異なる方向とすることにより、複数の凹部2b(又は凸部)の断面形状を観察しやすい。例えば、複数の凹部2b(又は凸部)が三角格子状に配列している場合、小片サンプルを得るための切断方向は、図2にs1~s3として示す方向で切断する。複数の凹部2b(又は凸部)が正方格子状に配列している場合、小片サンプルを得るための切断方向は、図3にs11~s12として示す方向で切断する。
 第一の凹凸構造を構成する複数の凹部2b(又は凸部)の平均アスペクト比(平均高さ(nm)を平均ピッチ(nm)で割った値)は、1~10が好ましく、2~6がより好ましく、2.5~4がさらに好ましい。平均アスペクト比が上記下限値以上であれば、反射防止性能がより優れる。平均アスペクト比が上記上限値以下であれば、射出成形時の金型離型性がより優れる。
 <無機層>
 無機層3は、Au(金)、Pt(白金)、Pd(鉛)、Ni(ニッケル)、NiP(リン含有ニッケル)、Cr(クロム)及びW(タングステン)からなる群から選ばれる少なくとも1種の無機材料で構成されている。かかる無機材料で構成された無機層3が第一の凹凸構造に追従して形成されていることで、展延性フィルム1が三次元形状の表面に沿って熱変形し、展延性硬化物層2が展延性フィルム1に追従して変形したときに、第一の凹凸構造の形状が崩れにくい。また、無機層3は、電鋳における導電層として機能するので、無機層3の上にさらに導電層を形成しなくても電鋳を行うことができる。
 無機層3の表面3aの第二の凹凸構造は、第一の凹凸構造に追従した形状であり、その平均ピッチは、第一の凹凸構造と同様、50nm~8μmである。第二の凹凸構造の平均ピッチ、凹部の平均深さ(又は複数の凸部の平均高さ)、平均アスペクト比等の好ましい範囲は第一の凹凸構造と同様である。
 無機層3の厚さは、平膜換算で0.05~5nmが好ましく、0.1~3nmがより好ましく、0.1~2.5nmがさらに好ましい。無機層3の厚さが上記下限値以上であれば、無機層3を第一の凹凸構造の表面全体に均質に形成しやすい。無機層3の厚さが上記上限値以下であれば、無機層3が第一の凹凸構造に追従したものとなりやすい。
 平膜換算での厚みは、平坦面に、無機層3を形成するのと同じ条件で形成された無機層の厚みである。
 <粘着層>
 粘着層4は、三次元成形用フィルム10を三次元構造体の表面(三次元形状の表面)に貼付するために用いられる。
 粘着層4を構成する粘着剤としては、例えば、天然ゴム系粘着剤、合成ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤及びシリコーン系粘着剤が挙げられる。粘着剤は、溶剤系、エマルション系又は水系のいずれであってもよい。粘着剤としては、粘着層4の破断伸度の大きくしやすさの観点から、アクリル系粘着剤が好ましい。
 粘着剤には、必要に応じて他の助剤が添加されてもよい。他の助剤としては、例えば、増粘剤、pH調整剤、タッキファイヤ、バインダ、架橋剤、粘着性微粒子、消泡剤、防腐防黴剤、顔料、無機充填剤、安定剤、濡れ剤及び湿潤剤が挙げられる。
 粘着層4は展延性を有する。
 粘着層4の破断伸度(110℃)は、三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)以上となる値であればよい。
 粘着層4の厚さは、5~50μmが好ましく、10~25μmがより好ましい。粘着層4の厚さが上記下限値以上であれば、粘着層4の厚さのムラが生じにくく、かつ充分な粘着力が得られやすい。
 <剥離シート>
 本発明の三次元成形用フィルムは、粘着層4の展延性フィルム1に面する側とは反対側に剥離シートを有していてもよい。剥離シートによって粘着層表面を覆うことによって、例えば、使用前の三次元成形用フィルムの取扱い及び保管が容易となる効果、又は粘着層面へのゴミの付着を防ぐ効果、が得られる。また、使用するときには、剥離シートを粘着層面から容易に剥がすことができる。
 剥離シートとしては、剥離シート用基材とこの剥離シート用基材の片面に設けられた剥離剤層とを有する剥離性積層シート又は低極性基材としてポリエチレンフィルム若しくはポリプロピレンフィルム等のポリオレフィンフィルムが挙げられる。剥離性積層シートにおける剥離シート用基材には、例えば、紙類又は高分子フィルムが使用される。剥離剤層を構成する剥離剤としては、例えば、汎用の付加型若しくは縮合型のシリコーン系剥離剤又は長鎖アルキル基含有化合物が用いられる。
 また、本発明の別の態様では、長尺の三次元成形用フィルム10がロール状となっており、三次元成形用フィルム10の粘着層表面と、反対側の最表層が貼合されている。この場合、反対側の最表層は上記剥離剤層が積層されていることが好ましい。
 <三次元成形用フィルムの製造方法>
 三次元成形用フィルム10の製造方法の一例を説明する。
 この例の製造方法は、展延性フィルム1の第一面1a上に、硬化性樹脂組成物を塗布することで、硬化性樹脂組成物の塗膜2Aを形成する工程(工程(a))と、図4において(b)として示すように、表面に平均ピッチが50nm~8μmである凹凸構造を有する原盤100の上記凹凸構造を塗膜2Aに転写するとともに塗膜2Aを硬化させることで、展延性硬化物層2を形成する工程(工程(b))と、図4において(c)として示すように、展延性硬化物層2の表面2aに追従して無機層3を形成する工程(工程(c))と、展延性フィルム1の第二面1b上に粘着層4を積層する工程(工程(d))と、を有する。
 工程(a)において、硬化性樹脂組成物の塗布方法は、平面上に均一な膜厚が得られるものであればよく、例えば、バーコーター、枚葉ロールコーター又はアプリケーター等の公知の塗布装置を用いることができる。
 硬化性樹脂組成物の塗布後、必要に応じて、重合性成分以外の希釈剤の除去及び塗膜の強固性の確保のために、乾燥を行ってもよい。乾燥の方法としては、例えば、硬化性樹脂組成物の塗膜を60~80℃で加熱する方法が挙げられる。
 工程(b)で用いる原盤100の表面の凹凸構造(以下、「第三の凹凸構造」ともいう。)は、展延性硬化物層2の表面2aの第一の凹凸構造が反転した形状である。
 図5に、原盤100の一例を示す。この例の原盤100の第三の凹凸構造は、二次元に配列した複数の凸部101から構成されている。
 第三の凹凸構造の平均ピッチは、第一の凹凸構造と同様、50nm~8μmである。第三の凹凸構造の平均ピッチ、凸部101の平均深さ(又は複数の凸部の平均高さ)、平均アスペクト比等の好ましい範囲は第一の凹凸構造と同様である。
 原盤100の材質としては、例えば、Si、石英及び無アルカリガラスが挙げられる。
 原盤100は、例えば、ドライエッチング、ウエットエッチング又はナノインプリント等の方法により作製できる。
 原盤100の表面には、離型性を付与する目的で、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂等からなる離型層を1~10nm程度の厚さで設けてもよい。
 工程(b)は、硬化性樹脂組成物の種類に応じて、光インプリント法、熱インプリント法等の公知の方法により実施できる。
 光インプリント法では、例えば、原盤100を塗膜2Aに押圧するためのプレス手段と、塗膜2Aに活性エネルギー線を照射する照射手段とを備える光インプリント装置を用いる。具体的には、展延性フィルム1と塗膜2Aとの積層体と原盤100とを、塗膜2Aと原盤100の凹凸構造とが接触するように配置し、押圧することで、原盤100表面の凹凸構造を塗膜2Aに押し込む。積層体と原盤100とを押圧するには、例えば、一対のロールの間を通せばよい。押圧時の圧力は、例えば、0.1~5MPaである。次いで、活性エネルギー線照射装置により活性エネルギー線を塗膜に照射して、塗膜を硬化(架橋)させる。そして、硬化後の塗膜(展延性硬化物層2)から原盤を剥離する。
 工程(c)において、無機層3を形成する方法に特に限定はなく、例えば、蒸着法等の乾式法、並びに電解メッキ及び無電解メッキ等の湿式法が挙げられる。乾式法としては、例えば、各種の真空スパッタリング法又は真空蒸着法等の物理蒸着法(PVD)並びに各種の化学蒸着法(CVD)が挙げられる。
 無機層3を形成する方法としては、低温(例えば、室温~80℃)で膜厚の制御が十分に行えることから、真空蒸着法又はスパッタリング法等の物理蒸着法(PVD)が好ましい。
 工程(d)において、第二面1b上に粘着層4を積層する方法としては、例えば、第二面1bに粘着剤を塗布する方法、剥離シート上に粘着剤を塗工して粘着層4を形成し、粘着層4と第二面1bとを貼り合わせる方法が挙げられる。
 塗布方法としては、工程1の説明において先に例示した各種塗布方法が挙げられる。
 工程(d)は、工程(b)の後に行ってもよいし、工程(a)の前に行ってもよい。
 <作用効果>
 以上説明した三次元成形用フィルム10にあっては、展延性フィルム1と、表面に平均ピッチが50nm~8μmである第一の凹凸構造を有する展延性硬化物層2と、第一の凹凸構造に追従して形成された無機層3とを有し、破断伸度(110℃)が10%以上であるので、三次元成形用フィルム10の無機層3側を外側に向けて三次元成形用フィルム10を三次元構造体の表面に配置し、該表面に沿って熱変形させることで、三次元構造体に凹凸構造を付与することができる。
 また、三次元成形用フィルム10により付与された凹凸構造は、無機層3が存在することにより、三次元成形用フィルム10を三次元構造体の表面に貼付する際の変形が抑制されている。そのため、三次元構造体の表面に優れた精度で凹凸構造を付与できる。
 さらに、本実施形態では、展延性フィルム1の第二面1b上に粘着層4を有するので、三次元成形用フィルム10を簡便に三次元構造体の表面に貼付できる。
(第二実施形態)
 図6は、第二実施形態に係る三次元成形用フィルム20の模式断面図である。
 三次元成形用フィルム20は、展延性フィルム1と、展延性硬化物層2と、無機層3と、粘着層4と、展延性保護層5と、第二の展延性フィルム6とを有する。無機層3の表面3a(展延性保護層5との界面)には離型剤(図示略)が付着している。
 展延性フィルム1、展延性硬化物層2、無機層3及び粘着層4は、それぞれ、第一実施形態と同様である。
 展延性保護層5は、無機層3の表面3aに接して位置する。展延性保護層5は、第二の凹凸構造の凹部2b内に入り込んでいる。展延性保護層5の表面5a(無機層3と接する側とは反対側の面)は平坦面とされている。
 第二の展延性フィルム6は、展延性保護層5の表面5a上に位置する。
 <展延性保護層>
 展延性保護層5は、無機層3の表面3aの第二の凹凸構造の凹部内に入り込んでおり、無機層3とともに、三次元成形用フィルム20が三次元形状の表面に沿って熱変形する際に展延性硬化物層2の第一の凹凸構造が変形することを抑制する。
 展延性保護層5は、樹脂材料で構成されている。
 展延性保護層5を構成する樹脂材料は展延性を有する。
 樹脂材料の破断伸度(110℃)は、三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)以上となる値であればよいが、下記積層体Bの破断伸度(110℃)が10%以上となる値であることが好ましい。積層体Bの破断伸度(110℃)が10%以上であれば、第一の凹凸構造の変形抑制効果が優れる。
 積層体B:第二の展延性フィルム6上に樹脂材料の層を、展延性保護層5の最大厚さと同じ厚さで形成した積層体。
 積層体Bの破断伸度(110℃)の好ましい下限は三次元成形用フィルム10の破断伸度(110℃)と同様である。
 積層体Bの破断伸度(110℃)の上限は特に限定されないが、加熱時に面内で均一な伸び率を確保する観点から、200%以下が好ましく、100%以下がより好ましい。
 展延性保護層5を構成する樹脂材料としては、展延性を有するものであればよいが、硬化性樹脂組成物の硬化物が好ましい。展延性保護層5が硬化性樹脂組成物の硬化物で構成されていれば、三次元成形用フィルム20を三次元構造体の表面に貼付した後、無機層3から展延性保護層5及び第二の展延性フィルム6を剥離する際に、展延性保護層5が無機層3の表面3aに残留しにくい。
 硬化物の破断伸度が10%以上である硬化性樹脂組成物としては、展延性硬化物層2における硬化性樹脂組成物と同様のものが挙げられる。
 樹脂材料は、展延性保護層5を無機層3から剥離する際の剥離性の観点から、離型成分を含むことが好ましい。
 離型成分は、例えば、シリコーン樹脂又はフッ素樹脂等の離型剤として添加されてもよいし、硬化性樹脂組成物の重合性成分に含まれてもよいし、硬化性樹脂組成物のエラストマー成分に含まれてもよい。重合性成分における離型成分としては、例えば、トリフルオロメチル基(-CF)等のフルオロアルキル基が挙げられる。エラストマー成分における離型成分としては、例えば、ジメチルシリコーン単位(-Si(CH-O-)が挙げられる。
 離型成分を含み、硬化物の破断伸度が10%以上である硬化性樹脂組成物としては、例えば、アイカ工業社製のアイトロンZシリーズ、AGC社のNIFシリーズ及びオーテックス社のPARTIXシリーズが挙げられる。
 展延性保護層5の厚さは少なくとも、第二の凹凸構造の凹部2bを充填できればよいが、例えば、第一の凹凸構造を構成する複数の凹部2bの平均深さをdとしたときに、d×1.0~d×2.0の範囲で任意決定することができる。
 <第二の展延性フィルム>
 第二の展延性フィルム6は、展延性保護層5を構成する樹脂材料を得るための塗布液(硬化性樹脂組成物等)を塗布する基材として用いられる。
 第二の展延性フィルム6としては、展延性フィルム1と同様のものが挙げられる。
 <離型剤>
 離型剤としては、シリコーン樹脂及びフッ素樹脂の一方又は両方を含有するものが挙げられる。これらの離型剤は1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 離型剤としては、ダイキン工業社製のオプツール又は3M社のノベック1720等の市販品を用いることができる。
 無機層3の表面3aに対する離型剤の付着量は、必要最小限に留め、単分子層となることが最も好ましい。
 <三次元成形用フィルムの製造方法>
 三次元成形用フィルム20の製造方法の一例を説明する。
 この例の製造方法は、展延性フィルム1の第一面1a上に、硬化性樹脂組成物を塗布することで、硬化性樹脂組成物の塗膜2Aを形成する工程(工程(a))と、図4において(b)として示すように、表面に平均ピッチが50nm~8μmである凹凸構造を有する原盤100の上記凹凸構造を塗膜2Aに転写するとともに塗膜2Aを硬化させることで、展延性硬化物層2を形成する工程(工程(b))と、図4において(c)として示すように、展延性硬化物層2の表面2aに追従して無機層3を形成する工程(工程(c))と、無機層3の表面に離型剤を塗布する工程(工程(e))と、第二の展延性フィルム6の一方面上に、硬化性樹脂組成物を塗布することで、硬化性樹脂組成物の塗膜5Aを形成する工程(工程(f))と、図7に示すように、展延性フィルム1と展延性硬化物層2と無機層3との積層体と、第二の展延性フィルム6と塗膜5Aとの積層体とを、塗膜5Aと無機層3とが対向するように配置して貼り合わせ、塗膜5Aを硬化させることで、展延性保護層5を形成する工程(工程(g))と、展延性フィルム1の第二面1b上に粘着層4を積層する工程(工程(d))と、を有する。
 工程(a)、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、上述したとおりである。
 工程(e)において、離型剤の塗布方法としては、離型剤を均一にムラ無く塗布できればよく、例えば、ディップ、蒸着、スプレー塗布又はインクジェットが挙げられる。離型剤の塗布量は、例えば、0.01~0.8nmとすることができる。離型剤を塗布した後、溶剤の除去、塗膜の強固性の確保等の目的で、加熱乾燥を行うことができる。加熱乾燥の温度は、例えば、60~80℃である。
 工程(f)は、工程(a)と同様である。工程(a)で用いる硬化性樹脂組成物と工程(f)で用いる硬化性組成物は同じでも異なってもよい。
 工程(g)において、各積層体を貼り合わせる方法は、広範囲にわたり均一に圧着し、気泡なく貼り合わせることが可能であればよい。例えば、ラミネーター又はハンドローラーを用いる方法が挙げられる。
 <作用効果>
 以上説明した三次元成形用フィルム20にあっては、展延性フィルム1と、表面に平均ピッチが50nm~8μmである第一の凹凸構造を有する展延性硬化物層2と、第一の凹凸構造に追従して形成された無機層3とを有するので、三次元成形用フィルム20の無機層3側を外側に向けて三次元成形用フィルム20を三次元構造体の表面に配置し、該表面に沿って熱変形させることで、三次元構造体に凹凸構造を付与することができる。また、三次元成形用フィルム10により付与された凹凸構造は、三次元成形用フィルム10を三次元構造体の表面に貼付する際の変形が抑制されており、精度に優れる。
 さらに、無機層3は後述する電鋳型の製造方法において、電鋳の無機電極として作用する。シート状態で無機層3を積層するため、三次元加工された状態で無機層3を積層する場合に比べて、均一な無機層を効率よく作製することができる。例えば、ロール・ツー・ロール(Roll to Roll)での加工が可能となる。
 本実施形態では、展延性保護層5を有するので、展延性保護層5を有しない場合に比べて、精度がより優れる。
 さらに、展延性フィルム1の第二面1b上に粘着層4を有するので、三次元成形用フィルム10を簡便に三次元構造体の表面に貼付できる。
[凹凸構造付き三次元構造体]
 図8は、実施形態に係る凹凸構造付き三次元構造体30の模式断面図である。
 凹凸構造付き三次元構造体30は、三次元構造体7と、第一実施形態の三次元成形用フィルム10とを有する。三次元成形用フィルム10は、三次元構造体7の一部の表面上に、無機層3が最外層となるように配置されている。三次元構造体7の一部の表面は曲面(三次元形状)とされている。
 三次元構造体7の材質は、特に限定されないが、例えば、PMMA、PC、POM(ポリアセタール)又はPE(ポリエチレン)が挙げられる。
 三次元構造体7の大きさは、特に限定されないが、三次元成形用フィルム10が配置される表面の面積として、例えば、0.01~3mであってよい。この面積が大きいほど本発明の有用性が高い。三次元成形用フィルム10が配置される表面の面積は、0.06~1.5mが好ましい。
 (凹凸構造付き三次元構造体の製造方法)
 凹凸構造付き三次元構造体30は、例えば、以下の製造方法1又は2により製造できる。
 製造方法1:三次元構造体7の一部の表面に、第一実施形態の三次元成形用フィルム10を貼付する方法。
 製造方法2:三次元構造体7の一部の表面に、第二実施形態の三次元成形用フィルム20を貼付し、無機層3から展延性保護層5及び第二の展延性フィルム6を剥離する方法。
 三次元成形用フィルム10,20の貼付方法としては、フィルムを三次元形状の表面に貼付できる方法であればよく、均一性の観点から、気体の圧力を利用する方法が好ましい。
 気体の圧力を利用する方法としては、例えば、三次元被覆工法(Three dimensional Overlay Method)(以下、「TOM工法」ともいう。)が挙げられる。TOM工法は、「真空・圧空成形」から派生した「NGF成形」(Next Generation Forming)と呼ばれる技術であり、成形した被着体の表面に加飾フィルムを貼り付ける加工処理に用いられる。
 TOM工法による凹凸構造付き三次元構造体30の製造は、公知のTOM工法成形機(例えば、特許第3733564号公報等に記載のもの)を用いて実施できる。
 TOM工法成形機は、例えば、上方に開口し、内部に昇降テーブルを備えた下チャンバーボックスと、上記下チャンバーボックスの上方に位置し、下方に開口し、内部にヒーターを備えた上チャンバーボックスと、上記上チャンバーボックス及び上記下チャンバーボックスそれぞれに連通する減圧装置と、上記上チャンバーボックスに連通する加圧装置と、を備えている。上記昇降テーブルの上には、三次元構造体を設置するための治具が設置されていてもよい。
 かかるTOM工法成形機を用いた凹凸構造付き三次元構造体30の製造は、例えば、以下のようにして行うことができる。
 上記下チャンバーボックス内の上記昇降テーブル(又はその上に設置された治具)の上に三次元構造体を設置し、上記下チャンバーボックスの上端縁の上に三次元成形用フィルム10又は20を載置し、上記上チャンバーボックスを降下させることで、上記上チャンバーボックス及び上記下チャンバーボックスそれぞれの内部に気密構造の空間(各チャンバーボックスと三次元成形用フィルム10又は20で囲まれた空間)を形成し、上記減圧装置により、上記上チャンバーボックス及び上記下チャンバーボックスそれぞれの内部を減圧し、三次元成形用フィルム10又は20を、上記ヒーターにより加熱することで軟化させ、上記昇降ステージを上昇させることで、軟化した三次元成形用フィルム10又は20に上記三次元構造体を押し当て、上記加圧装置により、上記上チャンバーボックスの内部に大気又は圧縮空気を導入して上記上チャンバーボックスの内部を加圧することで、三次元成形用フィルム10又は20を三次元構造体の一部の表面に密着させ、上記上チャンバーボックスを上昇させ、三次元成形用フィルム10又は20が密着した三次元構造体を取出し、三次元成形用フィルム10又は20の不要部分を切り落とす。
 三次元成形用フィルム20を用いた場合は、不要部分を切り落とした後、展延性保護層5及び第二の展延性フィルム6を剥離する。
 このようにして、凹凸構造付き三次元構造体30が得られる。
 三次元成形用フィルム10,20を加熱する際の加熱温度は、例えば、80~160℃とすることができる。
[電鋳型の製造方法]
 実施形態に係る電鋳型の製造方法を説明する。
 本実施形態に係る電鋳型の製造方法は、図9において(h)として示すように、凹凸構造付き三次元構造体30を母型として電鋳を行うことで、凹凸構造付き三次元構造体30の無機層3の表面上に金属層40を形成する工程(工程(h))と、図9において(i)として示すように、金属層40から、凹凸構造付き三次元構造体30の無機層3以外の部分(展延性フィルム1、展延性硬化物層2、粘着層及び三次元構造体7)を除去する工程(工程(i))と、を有する。
 凹凸構造付き三次元構造体30の無機層3以外の部分を除去することで、金属層40と無機層3とを有する電鋳型50が得られる。
 工程(h)において無機層3は、下地電極として作用する。電鋳は、公知の方法により行うことができる。
 工程(i)において、凹凸構造付き三次元構造体30の無機層3以外の部分を除去する方法としては、例えば、2-プロパノール(IPA)、エタノール、アセトン等の溶媒で溶解する方法が挙げられる。
 本実施形態に係る電鋳型の製造方法は、工程(h)の前に、凹凸構造付き三次元構造体30の無機層3の表面に、無機層3の表面の第二の凹凸構造に追従して上記無機材料を堆積する工程(工程(j))をさらに有していてもよい。
 三次元成形用フィルム10若しくは20を三次元構造体の一部の表面に沿って熱変形させたとき、又は三次元成形用フィルム20を熱変形させた後に展延性保護層5を剥離したときに、無機層3に割れ又は剥離が生じることがある。このような場合でも、工程(j)を行うことで、割れ又は剥離が生じた部分が無機材料で被覆され、無機層3の導通を確保でき、電鋳を良好に行うことができる。
 三次元成形用フィルム10又は20を熱変形させた後の導通が充分に確保されていれば、工程(j)を行わなくてもよい。例えば、凹凸構造の凹凸が小さい場合には、熱変形時又は展延性保護層5の剥離時に無機層3にかかる負荷が小さく、割れ又は剥離が生じにくい。
 工程(j)は、工程(c)と同様にして実施できる。
 工程(j)で堆積する無機材料は、無機層3を構成する無機材料と同じでもよく異なってもよいが、典型的には同じである。
 工程(j)で堆積する無機材料の量は、平膜換算での厚さが0.01~10nmとなる量が好ましく、0.03~5nmとなる量がより好ましく、0.05~3nmとなる量がさらに好ましい。堆積する無機材料の量が上記下限値以上であれば、無機層3に割れ又は剥離が生じていても、無機層3の導通を充分に確保できる。堆積する無機材料の量が上記上限値以下であれば、無機材料を堆積させた後の無機層3の形状が第一の凹凸構造に追従したものとなりやすい。
[他の実施形態]
 以上、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。
 例えば、本発明の三次元成形用フィルムは、粘着層を有さないものであってもよい。
 三次元構造体の表面に粘着層を配置し、この粘着層を介して三次元成形用フィルムを貼付するようにしてもよい。
 粘着層の代わりに接着剤を用いてもよい。展延性フィルム1の熱変形に追従しやすさの観点から、粘着層が好ましい。
 以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
(製造例1:Si原盤の作製)
 表面に凹凸構造を有するSi原盤を以下の手順で作製した。
コロイダルリソグラフィー技術で形成したマスクを用い、ドライエッチングにより、凹凸構造(モスアイ構造)を形成した。凹凸構造の平均ピッチは120nm、平均高さは300nmであった。その後、凹凸構造を有する表面に対し、離型剤(ダイキン工業社製のオプツール)を塗布・乾燥する離型処理を行った。
(製造例2:凹凸構造用フィルムの作製)
 展延性フィルム上に、バーコートを用いて、UV硬化性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した。展延性フィルムとしては、クラレ製アクリルフィルムITシリーズを用いた。展延性フィルムの破断伸度(110℃)は80%であった。UV硬化性樹脂組成物としては、大同化成工業社製のP5790シリーズを使用した。得られた積層体(展延性フィルム/塗膜)を21cm×30cmの大きさに切断したものを凹凸構造用フィルムとした。また、この積層体の一部を切断し、塗膜を硬化させ、破断伸度(110℃)を測定したところ、60%であった。
(製造例3:保護フィルムa)の作製)
 展延性フィルム上に、バーコートを用いて、離型成分を含むUV硬化性樹脂組成物を塗布して塗膜を形成した。展延性フィルムとしては、製造例2と同じものを用いた。離型成分を含むUV硬化性樹脂組成物としては、アイカ工業社製のアイトロンZシリーズを使用した。得られた積層体(展延性フィルム/塗膜)を21cm×30cmの大きさに切断して保護フィルムa)とした。また、この積層体の一部を切断し、塗膜を硬化させ、破断伸度(110℃)を測定したところ、60%であった。
(製造例4:保護フィルムb)の作製)
 製造例2と同様にして得た積層体(展延性フィルム/塗膜)を21cm×30cmの大きさに切断したものを保護フィルムb)とした。
(例1)
 <三次元成形用フィルムの製造>
 (1)上記凹凸構造用フィルムの塗膜を、上記Si原盤の凹凸構造を有する表面に接触させ、加圧した。その状態で、塗膜が硬化するために必要な積算光量以上となるようにUV照射を行った(中心波長365nmを含むUV光源)。その後、展延性フィルム側をゆっくり剥離した。
 (2)上記(1)で得た積層体(展延性フィルム/硬化物層)の硬化物層側の表面に、真空蒸着法によりPtを蒸着して無機層を形成した。無機層の厚さは、平膜換算で1.2nmとした。
 (3)上記(2)で得た積層体(展延性フィルム/硬化物層/無機層)の無機層に対し、離型処理として、離型剤を塗布し、80℃で加熱乾燥する処理を行った。離型剤としては、3M社のNovec1720を用いた。
 (4)無機層と保護フィルムa)の塗膜とを、フィルムラミネーターを用いて貼り合わせた。その状態で、塗膜が硬化するために必要な積算光量以上となるようにUV照射を行った(中心波長365nmを含むUV光源)。これにより、例1の三次元成形用フィルム(展延性フィルム/硬化物層/無機層/保護層/展延性フィルム)を得た。表1に三次元成形用フィルムの破断伸度(110℃)を示す。
(例2)
 保護フィルムa)の代わりに保護フィルムb)を用いた以外は例1と同様の操作を行って、例2の三次元成形用フィルムを得た。
(例3)
 上記(3)、(4)の操作を行わず、上記(2)で得た積層体をそのまま例3の三次元成形用フィルムとした。
(例4)
 上記(2)の操作を行わず、上記(3)で硬化物層の表面に対して離型処理を施した以外は例1と同様の操作を行って、例4の三次元成形用フィルムを得た。
(例5)
 上記(3)の操作を行わなかった以外は例1と同様の操作を行って、例5の三次元成形用フィルムを得た。
(例6)
 上記(2)、(3)の操作を行わず、上記(4)で硬化物層と保護フィルムa)の塗膜とを直接貼り合わせた以外は例1と同様の操作を行って、例6の三次元成形用フィルムを得た。
(例7~9)
 保護フィルムa)の代わりに保護フィルムb)を用いた以外は例4~6と同様の操作を行って、例7~9の三次元成形用フィルムを得た。
(評価)
 得られた三次元成形用フィルムに対し、TOM工法を模して、加熱延伸処理(110℃、10%延伸)を行った。加熱延伸処理後、保護フィルムを用いたものについては保護フィルムを剥離することで無機層を露出させた。その後、三次元成形用フィルムの凹凸構造を有する表面について、以下の方法により、反射率測定、及び保護フィルムの剥離性評価を行った。結果を表1に示す。
 <反射率測定>
 反射率測定は、日本分光(株)製 紫外可視近赤外分光光度計(型番:V-770)を用い、可視光域(波長範囲380~700nm)での測定を行った。
 なお、加熱延伸処理前の反射率はいずれも0.17%であった。
 <剥離性評価>
 保護フィルムを剥離する際の剥離しやすさ(抵抗の小ささ)と、剥離後の無機層表面における未剥離部分の有無(目視観察)から、以下の基準で剥離性を評価した。
 A(非常に良好):未剥離部分が無く、離型抵抗が小さい。
 B(良好):未剥離部分は無いが、離型抵抗が大きい。
 C(不良):未剥離部分が有る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 例1~3では、加熱延伸処理後も、加熱延伸処理前と同等の優れた光学性能(低反射率)が得られた。特に、保護層を設けた例1~2の結果が優れていた。また、例1と例2とを対比すると、保護層が離型成分を含む例1の結果が優れていた。
 無機層を設けなかった例4、7は、無機層の有無以外は同じ構成の例1、2に比べて、加熱延伸処理後の光学性能が劣っていた。これは、無機層が無いことにより、凹凸構造の微少な変形による光学散乱が増大したためと考えられる。
 無機層を設けず、硬化物層に対して離型処理を施した例6、9は、例4、7よりもさらに、加熱延伸処理後の光学性能が劣っていた。
 無機層に対して離型処理を施さずに保護層を設けた例5、8は、例4、6、7、9よりもさらに、加熱延伸処理後の光学性能が劣っていた。これは、保護フィルムの剥離時に無機層の表面に残った未剥離部分が反射防止性能を阻害したためと考えられる。
 1…展延性フィルム、2…展延性硬化物層、3…無機層、4…粘着層、5…展延性保護層、6…第二の展延性フィルム、7…三次元構造体、10,20…三次元成形用フィルム、30…凹凸構造付き三次元構造体、40…金属層、50…電鋳型、100…原盤、101…凸部

Claims (11)

  1.  展延性フィルムと、
     前記展延性フィルムの第一面上に位置し、硬化性樹脂組成物の硬化物で構成され、表面に平均ピッチが50nm~8μmである凹凸構造を有する展延性硬化物層と、
     前記凹凸構造に追従して形成された無機層と、を有し、
     110℃における破断伸度が10%以上であり、
     前記無機層は、Au、Pt、Pd、Ni、NiP、Cr及びWからなる群から選ばれる少なくとも1種の無機材料で構成されている、三次元成形用フィルム。
  2.  前記無機層の表面に接して位置し、樹脂材料で構成された展延性保護層をさらに有し、
     前記無機層の表面に、離型剤が付着している、請求項1に記載の三次元成形用フィルム。
  3.  前記樹脂材料が離型成分を含む、請求項2に記載の三次元成形用フィルム。
  4.  前記展延性フィルムの前記第一面とは反対側の第二面上に位置する粘着層をさらに有する、請求項1に記載の三次元成形用フィルム。
  5.  前記展延性フィルムの前記第一面とは反対側の第二面上に位置する粘着層をさらに有する、請求項2又は3に記載の三次元成形用フィルム。
  6.  三次元構造体と、請求項1又は4に記載の三次元成形用フィルムとを有し、
     前記三次元成形用フィルムは、前記三次元構造体の一部の表面上に、前記無機層が最外層となるように配置されている、凹凸構造付き三次元構造体。
  7.  三次元構造体の一部の表面に、請求項1又は4に記載の三次元成形用フィルムを貼付する、凹凸構造付き三次元構造体の製造方法。
  8.  三次元構造体の一部の表面に、請求項2、3又は5に記載の三次元成形用フィルムを貼付し、前記展延性保護層を剥離する、凹凸構造付き三次元構造体の製造方法。
  9.  気体の圧力を利用して、前記三次元構造体の一部の表面に前記三次元成形用フィルムを貼付する、請求項7又は8に記載の凹凸構造付き三次元構造体の製造方法。
  10.  請求項6に記載の凹凸構造付き三次元構造体を母型として電鋳を行うことで、前記凹凸構造付き三次元構造体の前記無機層の表面上に金属層を形成し、前記金属層から前記凹凸構造付き三次元構造体の前記無機層以外の部分を除去する、電鋳型の製造方法。
  11.  前記電鋳を行う前に、前記凹凸構造付き三次元構造体の前記無機層の表面に、前記無機層の表面の凹凸構造に追従して前記無機材料を堆積する、請求項10に記載の電鋳型の製造方法。
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