JP7568601B2 - Film mold - Google Patents
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Description
本発明は、硬化性の樹脂材料の表面に凹凸形状を転写するための、フィルムモールドに関する。 The present invention relates to a film mold for transferring a concave-convex shape onto the surface of a curable resin material.
各種電子機器の表示装置として、液晶表示装置が多く用いられている。このような電子機器においては、近年、小型化がますます進んでおり、液晶表示装置にも、小型化・軽量化が求められている。 Liquid crystal display devices are widely used as display devices for various electronic devices. In recent years, such electronic devices have become increasingly smaller, and there is a demand for smaller and lighter liquid crystal display devices as well.
このような液晶表示装置には、主として反射、屈折、散乱等の作用を活用した光機能シートやこれらを複合したシートが用いられている。このような光機能シートとしては、樹脂フィルム表面に、所定の凹凸形状を付与してなる賦形フィルムが知られている。このような賦形フィルムは、通常、所望の凹凸形状をもった型付け板を用いてプレス成形するか、射出成形することによって製造される。 In such liquid crystal display devices, optical functional sheets that mainly utilize the effects of reflection, refraction, scattering, etc., or sheets that combine these are used. One such optical functional sheet is a shaped film in which a specific uneven shape is given to the surface of a resin film. Such shaped films are usually manufactured by press molding using a mold plate with the desired uneven shape, or by injection molding.
樹脂フィルム表面に、所定の凹凸形状を付与する別の方法として、たとえば、特許文献1では、フィルムモールド(モールド成形用離型フィルム)を用いる方法が提案されている。この特許文献1の技術においては、凹凸形状の形成の対象となるフィルム材料に対する離型性の観点より、フィルムモールドの、凹凸形状を構成する材料として、シリコーン化合物やフッ素化合物などの離型性の化合物が使用されている。一方、特許文献2の技術においては、その具体的な実施例において、熱可塑性樹脂の離型性シートとして、ポリ4-メチルペンテン-1を用いた技術が開示されている。 As another method of imparting a predetermined uneven shape to the surface of a resin film, for example, Patent Document 1 proposes a method using a film mold (a release film for molding). In the technology of Patent Document 1, from the viewpoint of releasability from the film material on which the uneven shape is to be formed, a release compound such as a silicone compound or a fluorine compound is used as the material that constitutes the uneven shape of the film mold. On the other hand, Patent Document 2 discloses, in a specific example, a technology that uses poly-4-methylpentene-1 as a release sheet of a thermoplastic resin.
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、凹凸形状の形成の対象となるフィルム材料に対する、フィルムモールドの剥離性が十分であるものの、濡れ性が十分でなく、そのため、凹凸形状の転写性が必ずしも十分ではないという課題があり、特に、凹凸形状の形成の対象となるフィルム材料として、硬化性の樹脂材料を用いた場合に、このような問題が顕著であった。特許文献2の技術では、熱可塑性樹脂の離型性シートとしてポリ4-メチルペンテン-1を使用した態様が開示されているのみであり、適切な材料を選択するための指標は不明であった。 However, in the technology described in Patent Document 1, although the film mold has sufficient releasability for the film material on which the unevenness is to be formed, the wettability is insufficient, and therefore the transferability of the unevenness is not necessarily sufficient. This problem is particularly prominent when a curable resin material is used as the film material on which the unevenness is to be formed. The technology in Patent Document 2 only discloses an embodiment in which poly-4-methylpentene-1 is used as a thermoplastic resin release sheet, and the indicators for selecting an appropriate material are unclear.
本発明は、硬化性の樹脂材料に対し、良好な濡れ性および剥離性を示し、硬化性の樹脂材料の表面に、凹凸形状を良好に形成可能なフィルムモールドを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a film mold that exhibits good wettability and peelability with respect to curable resin materials and is capable of forming a concave-convex shape on the surface of the curable resin material.
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意検討を行った結果、硬化性の樹脂材料の表面に凹凸形状を転写するための、凹凸表面を備える樹脂フィルムからなるフィルムモールドについて、凹凸表面の表面自由エネルギーSEと、陽電子消滅法で測定される、前記凹凸表面の自由体積SVとを所定の範囲に制御することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research into achieving the above-mentioned object, the present inventors have found that the above-mentioned object can be achieved by controlling the surface free energy SE of the uneven surface and the free volume SV of the uneven surface, measured by positron annihilation spectroscopy, within predetermined ranges for a film mold made of a resin film with an uneven surface for transferring an uneven shape to the surface of a curable resin material, and have thus completed the present invention.
すなわち、本発明によれば、硬化性の樹脂材料の表面に凹凸形状を転写するための、凹凸表面を備える樹脂フィルムからなるフィルムモールドであって、
前記凹凸表面の表面自由エネルギーSE[単位:mN/m]と、陽電子消滅法で測定される、前記凹凸表面の自由体積SV[単位:nm3]とが、下記式(1)~(3)を満たすフィルムモールドが提供される。
SE>35.7 (1)
SV>0 (2)
SE<-296.77×SV+77.371 (3)
That is, according to the present invention, there is provided a film mold made of a resin film having an uneven surface for transferring an uneven shape to a surface of a curable resin material, comprising:
There is provided a film mold in which the surface free energy S E [unit: mN/m] of the uneven surface and the free volume S V [unit: nm 3 ] of the uneven surface measured by a positron annihilation method satisfy the following formulas (1) to (3).
S E >35.7 (1)
S V > 0 (2)
S E <-296.77×S V +77.371 (3)
本発明のフィルムモールドは、溶融押出法により形成される樹脂フィルムに対し、連続的または断続的に表面に凹凸形状が付与されてなる長尺状のフィルムであることが好ましい。
あるいは、本発明のフィルムモールドは、基材フィルムの表面に対し、連続的または断続的に、紫外線硬化樹脂を塗布し、硬化することによって、表面に凹凸形状が付与されてなる長尺状のフィルムであることが好ましい。
本発明のフィルムモールドは、平均厚みが、10~200μmであることが好ましい。
The film mold of the present invention is preferably a long film obtained by imparting a continuous or intermittent uneven surface to a resin film formed by melt extrusion.
Alternatively, the film mold of the present invention is preferably a long film obtained by continuously or intermittently applying an ultraviolet-curable resin to the surface of a substrate film and curing the resin to impart an uneven shape to the surface.
The film mold of the present invention preferably has an average thickness of 10 to 200 μm.
本発明によれば、硬化性の樹脂材料に対し、良好な濡れ性および剥離性を示し、硬化性の樹脂材料の表面に、凹凸形状を良好に形成可能なフィルムモールドを提供することができる。 The present invention provides a film mold that exhibits good wettability and peelability with respect to curable resin materials and can effectively form uneven shapes on the surface of the curable resin material.
図1は、本発明の実施形態に係るフィルムモールドを用いた、賦形フィルムの製造装置の一例を示す図である。なお、以下においては、主として、図1に示す製造装置を例示して、説明を行うが本発明は、図1に示す態様に特に限定されるものではない。 Figure 1 is a diagram showing an example of a shaped film manufacturing apparatus using a film mold according to an embodiment of the present invention. In the following, the manufacturing apparatus shown in Figure 1 will be mainly used as an example for explanation, but the present invention is not particularly limited to the embodiment shown in Figure 1.
図1に示す製造装置においては、まず、基材用繰り出しロール10から、基材フィルム40が連続的に繰り出され、基材フィルム40は、ガイドロール11を経て、Tダイ20にて、その表面に、硬化性樹脂材料が塗布されることにより、その表面に、硬化性樹脂材料層50が形成される。なお、硬化性樹脂材料層50は、Tダイ20と、ニップロール12とにより形成されるクリアランスや、繰り出し速度を調整することによって、その厚みが制御される。
In the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, first, a
また、図1に示す製造装置においては、フィルムモールド用繰り出しロール13から、フィルムモールド60が連続的に繰り出されるように構成されている。そして、硬化性樹脂材料層50が形成された基材フィルム40と、フィルムモールド60とは、ラミネートロール15と、上流側バックアップロール16とにより重ね合わされる。ここで、フィルムモールド60は、硬化性樹脂材料層50と対向する面側に、所定の凹凸形状を有しており、所定の凹凸形状を有する面が、硬化性樹脂材料層50と接触するような状態で、基材フィルム40、硬化性樹脂材料層50、およびフィルムモールド60の順で重ね合わされた積層体とされる。
The manufacturing device shown in FIG. 1 is configured so that the
そして、基材フィルム40、硬化性樹脂材料層50、およびフィルムモールド60の順で重ね合わされた積層体に対し、紫外線照射装置30により紫外線を照射することで、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料が、フィルムモールド60表面に形成された所定の凹凸形状が転写された状態にて、硬化し、これにより、表面に所望の凹凸形状を備えた硬化樹脂層50aとなる。次いで、紫外線照射による硬化反応を経た後、ラミネートロール15と、下流側バックアップロール17との間を通り、硬化樹脂層50aを備える基材フィルム40から、フィルムモールド60が剥離された後、フィルムモールド60については、フィルムモールド用巻き取りロール14に巻き取られ、硬化樹脂層50aを備える基材フィルム40は、ガイドロール18を介して、基材用巻き取りロール19により巻き取られる。
Then, the laminate in which the
図1に示す製造装置によれば、以上のようにして、硬化樹脂層50aを備える基材フィルム40が連続的に生産される。そして、このようにして、製造される硬化樹脂層50aを備える基材フィルム40は、フィルムモールド60に形成せれた所定の凹凸形状が転写されることにより、その表面に所望の凹凸形状を備えるものであるため、賦形フィルムとして用いられ、たとえば、反射、屈折、散乱等の作用を活用した光機能シートとして、各種光学用途に好適に用いられるものである。
According to the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, the
本実施形態においては、フィルムモールド60として、凹凸表面を備える樹脂フィルムであって、凹凸表面の表面自由エネルギーSE[単位:mN/m]と、陽電子消滅法で測定される、凹凸表面の自由体積SV[単位:nm3]とが、下記式(1)~(3)を満たす樹脂フィルムを用いる。
SE>35.7 (1)
SV>0 (2)
SE<-296.77×SV+77.371 (3)
In this embodiment, the
S E >35.7 (1)
S V > 0 (2)
S E <-296.77×S V +77.371 (3)
フィルムモールド60は、少なくとも一方の表面に、表面自由エネルギーSEおよび自由体積SVが上記式(1)~(3)を満たす凹凸形状が形成されていればよく、両方の面に、このような凹凸形状が形成されていてもよい。
The
そして、本実施形態においては、フィルムモールド60を、硬化性樹脂材料層50が形成された基材フィルム40に対し、フィルムモールド60の凹凸形状が、硬化性樹脂材料層50の表面に押し付けられた状態で積層し、この状態を保ったまま、紫外線照射により、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料を硬化することで、フィルムモールド60の凹凸形状が転写されてなる、硬化樹脂層50aを形成できるものである。
In this embodiment, the
本実施形態によれば、フィルムモールド60として、凹凸表面の表面自由エネルギーSEと、凹凸表面の自由体積SVとが、上記式(1)~(3)を満たす樹脂フィルムを用いることで、フィルムモールド60を、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対し、良好な濡れ性を示し、かつ、優れた剥離性を示すものとすることができるものであり、これにより、所望の凹凸形状を有する硬化樹脂層50aを良好に形成できるものである。
According to the present embodiment, by using as the film mold 60 a resin film in which the surface free energy S E of the uneven surface and the free volume S V of the uneven surface satisfy the above formulas (1) to (3), the
特に、フィルムモールド60を構成する樹脂材料について、本発明者等が検討を行ったところ、以下のような知見を得たものである。すなわち、フィルムモールド60を構成する樹脂材料として、離型性に優れた樹脂材料を使用すると、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対する濡れ性が悪化し、均一に濡れないこととなり、フィルムモールド60と硬化性樹脂材料層50との間に、気泡を噛み込みやすくなり、このような気泡が欠点となり、所望の凹凸形状を有する硬化樹脂層50aが形成できないという問題があった。一方で、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対する濡れ性に優れた樹脂材料を選択すると、硬化性樹脂材料に対する密着力が強くなり過ぎてしまい、離型性が悪化してしまい、剥離時に、硬化樹脂層50aの形状が破損してしまう等の不具合が発生してしまうという問題があった。
In particular, the present inventors have conducted research into the resin material constituting the
これに対し、本発明者等がさらなる検討を行ったところ、凹凸表面の表面自由エネルギーSEと、凹凸表面の自由体積SVとを上記式(1)~(3)を満たす範囲とすることにより、フィルムモールド60を、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対し、良好な濡れ性を示し、かつ、優れた剥離性を示すものとすることができること、そして、これにより、所望の凹凸形状を有する硬化樹脂層50aを良好に形成できることを見出したものである。
In response to this, the present inventors conducted further studies and found that by setting the surface free energy S E of the uneven surface and the free volume S V of the uneven surface within the ranges that satisfy the above formulas (1) to (3), the
フィルムモールド60において、凹凸表面の表面自由エネルギーSEと、凹凸表面の自由体積SVとは、上記式(1)~(3)を満たすものであればよいが、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対する、濡れ性と剥離性とをより高度にバランスさせることができるという点より、下記式(4)~(6)のいずれか一つ、あるいは、全てを満たすことが好ましく、下記式(7)~(9)のいずれか一つ、あるいは、全てを満たすことがより好ましい。
40≦SE≦60 (4)
0.06≦SV≦0.1 (5)
-296.77×SV+67≦SE≦-296.77×SV+77 (6)
In the
40≦ SE ≦60 (4)
0.06≦S V ≦0.1 (5)
-296.77×S V +67≦S E ≦-296.77×S V +77 (6)
凹凸表面の表面自由エネルギーSEが、35.7N/m未満であると、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対する濡れ性が悪化してしまい、フィルムモールド60と硬化性樹脂材料層50との間に気泡を噛み込みやすくなり、所望の凹凸形状を有する硬化樹脂層50aが形成できなくなってしまう。
If the surface free energy S E of the uneven surface is less than 35.7 N/m, the wettability to the curable resin material that constitutes the curable
凹凸表面の自由体積SVが、好ましくは0.06nm3以上であると、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料のフィルムモールド60に対する浸透性を高めることができ、これにより、成形に必要となる密着性を充分なものとすることができる。なお、剥離性をより高めるという観点からは、0.06≦SV≦0.08であることがより好ましい。
When the free volume S V of the uneven surface is preferably 0.06 nm3 or more, the permeability of the curable resin material constituting the curable
また、SE>-296.77×SV+77.371であると、硬化性樹脂材料に対する密着力が強くなり過ぎてしまい、剥離性が悪化してしまい、剥離時に、硬化樹脂層50aの形状が破損してしまい、所望の凹凸形状を有する硬化樹脂層50aが形成できなくなってしまう。 Furthermore, if S E > −296.77 × S V + 77.371, the adhesion to the curable resin material will be too strong, resulting in poor peelability. During peeling, the shape of the cured resin layer 50 a will be damaged, making it impossible to form a cured resin layer 50 a having the desired uneven shape.
なお、フィルムモールド60の凹凸表面の表面自由エネルギーSEは、フィルムモールド60の凹凸表面の、水、ジヨードメタン、エチレングリコールの接触角を測定し、測定された接触角データから、北崎・畑の解析理論によって算出することができる。また、凹凸表面の自由体積SVは、フィルムモールド60の凹凸表面について、陽電子消滅法による測定を行うことで求めることができる。陽電子消滅法とは、陽電子消滅寿命測定法の一種であり、陽電子が試料に入射してから消滅するまでの時間を測定し、その消滅寿命から空孔の自由体積を算出する方法である。
The surface free energy S E of the uneven surface of the
フィルムモールド60の平均厚みは、特に限定されないが、好ましくは10~200μmであり、より好ましくは20~100μm、さらに好ましくは30~60μmである。フィルムモールド60の平均厚みを上記範囲とすることにより、所望の凹凸形状を有する硬化樹脂層50aを、より高い生産性にて製造することができる。フィルムモールドにより製造できる凹凸形状としては、例えば、高さ1~30μm、アスペクト比0.5~1.0で、間隔が高さの0~20倍の連続的もしくは断続的な形状を挙げることができる。
The average thickness of the
フィルムモールド60の製造方法としては、特に限定されないが、たとえば、溶融押出法により樹脂フィルムを得て、得られた樹脂フィルムを加熱し、所定の凹凸形状が表面に形成された賦形ロールを押し付けることにより、連続的または断続的に、その表面に凹凸形状を形成することで、長尺状のフィルムとして得る方法などが挙げられる。なお、所定の凹凸形状が表面に形成された賦形ロールに押し付ける際における、樹脂フィルムの加熱温度としては、特に限定されないが、樹脂フィルムを構成する樹脂材料のガラス転移温度以上に加熱する方法などが挙げられる。
The method for producing the
あるいは、フィルムモールド60の製造方法としては、基材フィルムとなる樹脂フィルムに対し、その表面に、連続的または断続的に、紫外線硬化樹脂を塗布し、これを硬化することによって、紫外線硬化樹脂による凹凸形状を形成し、これにより、表面に凹凸形状が付与されてなる長尺状のフィルムとして得る方法を採用することもできる。
Alternatively, the
フィルムモールド60を形成する樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、特に限定されないが、熱可塑性の樹脂であることが好ましく、たとえば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、ポリカーボネート(PC)などのカーボネート樹脂、ナイロン6などのアミド樹脂、環状オレフィン樹脂(COP)、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)などが挙げられる。また、これらは2種以上を積層して用いてもよいし、あるいは、2種以上を混合して用いてもよい。
The resin material constituting the resin film forming the
また、紫外線硬化樹脂による凹凸形状を形成する方法を採用する場合には、紫外線硬化樹脂として、ラジカル硬化系であるアクリル系モノマーや、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートのようなアクリル系オリゴマー、不飽和ポリエステル、もしくはカチオン硬化系であるエポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ビニルエーテルなどを用いることができる。なお、この際に用いる基材フィルムとしては、上記した樹脂材料からなるものなどが挙げられる。 When using a method of forming the uneven shape using an ultraviolet curing resin, the ultraviolet curing resin can be a radical curing acrylic monomer, an acrylic oligomer such as urethane acrylate, epoxy acrylate, or polyester acrylate, an unsaturated polyester, or a cationic curing epoxy resin, oxetane resin, or vinyl ether. The substrate film used in this case can be made of the above-mentioned resin materials.
フィルムモールド60の凹凸表面の表面自由エネルギーSE、および凹凸表面の自由体積SVを上記範囲とする方法としては、特に限定されないが、たとえば、フィルムモールド60を形成する樹脂フィルムを構成する樹脂材料を選択する方法や、コロナ処理によって表面を改質する方法、表面改質剤によって濡れ性を調整する方法、無機微粒子添加によって自由体積を調整する方法、樹脂材料が結晶性の樹脂である場合に、結晶化度を調整する方法などが挙げられる。特に、ポリエチレンテレフタレートなどの結晶性の樹脂の場合には、加熱条件やフィルム化する際の延伸条件などを制御することで、結晶化度を高くすることで、分子配列の密な部分を多くすることにより、表面自由エネルギーSEを変化せずに、自由体積SVを小さくすることができる。
The method for setting the surface free energy S E of the uneven surface of the
また、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料としては、特に限定されず、熱硬化性樹脂、紫外線硬化線樹脂のいずれでもよいが、生産効率に優れているという観点より、紫外線硬化線樹脂が好ましい。紫外線硬化線樹脂としては、フィルムモールドの凹凸形状を紫外線硬化樹脂で形成する場合として例示したものと同様の樹脂を用いることができ、特に限定されないが、光機能性付与の観点から透過性の良いアクリル系樹脂が好ましく、さらに、図1に示す製造装置においてTダイ20にて、その表面に、硬化性樹脂材料を塗布する場合、無溶剤系の紫外線硬化樹脂(無溶剤でも、塗布可能な粘度を有する樹脂)であることがより好ましい。なお、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料として、熱硬化性樹脂を使用する場合には、図1に示す紫外線照射装置30に代えて、ヒータ等の加熱装置を使用し、加熱により硬化させるような態様とすればよい。
The curable resin material constituting the curable
硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料としては、フィルムモールド60による凹凸形状の転写をより良好に行うという観点より、硬化前における、温度25℃における粘度(B型粘度)が、好ましくは10~600cps、より好ましくは20~100cps、さらに好ましくは20~70cpsであり、硬化性樹脂材料としては、溶剤を実質的に含有しない状態における粘度がこの範囲にあることが好ましい。また、無溶剤系の紫外線硬化樹脂を用いる場合には、溶剤を実質的に含有しない状態における粘度がこの範囲にあることにより、図1に示す製造装置においてTダイ20にて塗布する際における、塗布性にも優れたものとすることができる。
From the viewpoint of better transferring the uneven shape by the
硬化前の硬化性樹脂材料層50の平均厚み、硬化後の硬化樹脂層50aの平均厚みは、特に限定されず、得られる賦形フィルムの特性や用途に応じて適宜選択さすればよいが、好ましくは1~100μm、より好ましくは5~20μmである。
The average thickness of the curable
また、基材フィルム40としては、特に限定されないが、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料として、紫外線硬化線樹脂を用いる場合や、最終的に得られる硬化樹脂層50aを備える基材フィルム40を光学用途に用いる場合には、光透過性の樹脂フィルムが好ましく、このような樹脂フィルムを構成する樹脂材料としては、たとえば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル変性ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン樹脂などが挙げられる。
The
基材フィルム40の平均厚みは、特に限定されず、得られる賦形フィルムの特性や用途に応じて適宜選択すればよいが、好ましくは10~200μm、より好ましくは20~40μmである。
The average thickness of the
本実施形態によれば、フィルムモールド60として、凹凸表面の表面自由エネルギーSEと、凹凸表面の自由体積SVとが、上記式(1)~(3)を満たす樹脂フィルムを用いるものであり、このようなフィルムモールド60によれば、硬化性樹脂材料層50を構成する硬化性樹脂材料に対し、良好な濡れ性および剥離性を示すため、表面に所望の凹凸形状を備えた硬化樹脂層50aを良好に形成することができる。
According to the present embodiment, the
以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
なお、各特性の評価方法は、以下のとおりである。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The evaluation methods for each characteristic are as follows.
<表面自由エネルギーSE>
全自動接触角計(商品名「DM-701」、協和界面科学社製)にて、以下の条件にて、樹脂フィルム表面の、水、ジヨードメタン、エチレングリコールの接触角を測定し、北崎・畑の方法で表面自由エネルギーSE[単位:mN/m]を求めた。
測定温度:25±2℃
測定湿度:50±10%RH
液適量 :3μL
着液後保持時間 :10sec
<Surface free energy S E >
The contact angles of water, diiodomethane, and ethylene glycol on the resin film surface were measured using a fully automatic contact angle meter (product name "DM-701", manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) under the following conditions, and the surface free energy S E [unit: mN/m] was calculated using the Kitazaki-Hata method.
Measurement temperature: 25±2°C
Measurement humidity: 50±10%RH
Amount of liquid: 3 μL
Retention time after liquid contact: 10 seconds
<自由体積SV>
樹脂フィルムを15mm×15mmのシリコンウェハに貼り付けて、25℃で真空脱気した試料を用い、下記の条件により、陽電子消滅寿命を測定した。
測定装置:フジ・インバック製小型陽電子消滅発生装置PALS-200A
陽電子線源:22Naベースの陽電子消滅
γ線検出器:BaF2製シンチレータと光電子増倍管
ビーム強度:5keV
測定温度:25℃
測定雰囲気:真空
総カウント数:約5,000,000カウント
そして、得られた陽電子消滅寿命曲線に対して、非線形最小二乗プログラムPOSITRONFITで3成分解析を行って、消滅寿命の小さいものからτ1、τ2、τ3とした。最も長い平均消滅寿命τ3から、下記式を用いて自由体積半径R3を算出し、求めた自由体積半径R3から、フィルム表面の自由体積SV[単位:nm3]を算出した。
τ3=(1/2)[1-{R3/(R3+0.166)}+(1/2π)sin{2πR3/(R3+0.166)}]-1
SV=(4/3)π(R3)3
<Free volume S V >
The resin film was attached to a 15 mm×15 mm silicon wafer and degassed in vacuum at 25° C. The positron annihilation lifetime was measured using the sample under the following conditions.
Measurement equipment: Fuji Invac small positron annihilation generator PALS-200A
Positron source: 22Na -based positron annihilation Gamma ray detector: BaF2 scintillator and photomultiplier tube Beam intensity: 5 keV
Measurement temperature: 25°C
Measurement atmosphere: vacuum Total count number: about 5,000,000 counts Then, a three-component analysis was performed on the obtained positron annihilation lifetime curve using the nonlinear least squares program POSITRONFIT, and the annihilation lifetimes were designated τ 1 , τ 2 , and τ 3 in ascending order of the annihilation lifetime. From the longest average annihilation lifetime τ 3 , the free volume radius R 3 was calculated using the following formula, and the free volume S V [unit: nm 3 ] of the film surface was calculated from the obtained free volume radius R 3 .
τ 3 = (1/2) [1-{R 3 / (R 3 +0.166)} + (1/2π) sin {2πR 3 / (R 3 +0.166)}] -1
S V = (4/3)π(R 3 ) 3
<ピール強度>
基材40としての樹脂フィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとの積層体を用いて、幅25mm×長さ150mmのサンプルを作製し、引張試験機(商品名「テンシロン万能材料試験機 RTC-1210A」、ORIENTEC社製により、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとの密着面について、90°ピール試験を行い、90°ピール強度[単位:N/25mm]を測定した。フィルムモールドとして用いた際に、良好に剥離できるという観点より、90°ピール強度が2N/25mm以下である場合に合格とした。
<Peel strength>
A sample having a width of 25 mm and a length of 150 mm was prepared using a laminate of a resin film as the
<気泡の有無>
基材40としての樹脂フィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとの積層体について、これらの界面における気泡の有無を目視にて観察した。
<Presence or absence of air bubbles>
The laminate of the resin film as the
<実施例1>
無延伸のポリブチレンテレフタレート樹脂フィルム(IV=1.0、260℃にて、溶融押出法により、厚み40μmでフィルム化)の表面について、上記方法により、表面自由エネルギーSEおよび自由体積SVの測定を行った。得られた結果を表1に示す。
Example 1
The surface free energy SE and free volume SV of a non-stretched polybutylene terephthalate resin film (IV=1.0, melt extrusion at 260° C. to a thickness of 40 μm) were measured by the above-mentioned method. The results are shown in Table 1.
次いで、基材40としての易接着層付きポリエステルフィルム(商品名「コスモシャイン A4300」、東洋紡株式会社製、厚み38μm)の表面に、アクリル系樹脂(商品名「PAK-02」、東洋合成工業株式会社製、25℃におけるB型粘度:70cps以下)を、バーコーターを用いて塗工し、硬化性樹脂材料層50としての、厚さ10μmのアクリル系樹脂層を形成した。そして、このようにして得られた基材40としての易接着層付きポリエステルフィルムの表面に、硬化性樹脂材料層50としてのアクリル系樹脂層を形成した積層体の、アクリル系樹脂層側の表面に、フィルムモールド60となるポリブチレンテレフタレート樹脂フィルムを積層させ、次いで、基材40としての易接着層付きポリエステルフィルム側から、UV照射装置を用いて、UV照射量971mJ/cm2にて硬化させることで、基材40としての易接着層付きポリエステルフィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となるポリブチレンテレフタレート樹脂フィルムとの積層体を得て、上記した方法にしたがって、ピール強度および気泡の有無の測定を行った。結果を表1に示す。
Next, an acrylic resin (product name "PAK-02", manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd., B-type viscosity at 25°C: 70 cps or less) was applied to the surface of a polyester film with an easy-adhesion layer (product name "Cosmoshine A4300", manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 38 μm) as the
<実施例2~10>
フィルムモールド60となる樹脂フィルムとして、表1に示すものを、それぞれ使用した以外は、実施例1と同様にして、表面自由エネルギーSEおよび自由体積SVの測定を行い、実施例1と同様にして、基材40としての易接着層付きポリエステルフィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとの積層体を得て、同様にピール強度および気泡の有無の測定を行った。結果を表1に示す。
<Examples 2 to 10>
Except for using the resin films shown in Table 1 as the resin films to be the
なお、実施例2~10において使用した樹脂フィルムは以下の通りである。
・実施例2(PBT(2)):二軸延伸のポリブチレンテレフタレート樹脂フィルム(商品名「BOBLET BO-PBT」、興人フィルム&ケミカルズ社製、厚み25μm)
・実施例3(PBT(3)):ポリブチレンテレフタレート樹脂(商品名「ジェラネックス 700FP」、ポリプラスチックス社製)を、250℃にて、溶融押出法により、厚み40μmでフィルム化することにより得られたポリブチレンテレフタレート樹脂フィルム
・実施例4(ナイロン6):ナイロン6フィルム(商品名「ハーデン N1100」、東洋紡社製、厚み20μm))
・実施例5(PPS):ポリフェニレンサルファイド樹脂フィルム(商品名「トレリナ」、東レ社製、厚み100μm)
・実施例6(EVOH):エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂フィルム(商品名「エバール」、クラレ社製、厚み20μm)
・実施例7(COP):シクロオレフィン樹脂フィルム(商品名「ZEONOR」、日本ゼオン社製、厚み130μm)
・実施例8(PMMA(1)):ポリメチルメタクリレート樹脂(平均分子量=12万~15万、ガラス転移温度=124℃)を、溶融押出法で成膜したフィルムを二軸延伸し、厚み40μmでフィルム化することにより得られたポリメチルメタクリレート樹脂フィルム
・実施例9(PMMA(2)):ポリメチルメタクリレート樹脂(平均分子量=9万~11万、ガラス転移温度=122℃)を、溶融押出法で成膜したフィルムを二軸延伸し、厚み40μmでフィルム化することにより得られたポリメチルメタクリレート樹脂フィルム
・実施例10(PET(1)):ポリエチレンテレフタレート樹脂(IV=0.9のイソフタル酸15mol変性)を、270℃にて、溶融押出法の方法により、厚み100μmでフィルム化した後、二軸延伸後ヒートセットすることにより得られた高結晶化度のポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム(ラマン分光法により結晶化度に応じて変化する1730cm-1の半値幅(Δν)から算出した結晶化度が、43.68%(結晶化度=100×((305-Δν)/209-1.335)/(1.455-1.335))
The resin films used in Examples 2 to 10 are as follows:
Example 2 (PBT (2)): Biaxially stretched polybutylene terephthalate resin film (product name "BOBLET BO-PBT", manufactured by Kohjin Film & Chemicals Co., Ltd., thickness 25 μm)
Example 3 (PBT (3)): A polybutylene terephthalate resin film obtained by forming a polybutylene terephthalate resin (product name "GelaNex 700FP", manufactured by Polyplastics Co., Ltd.) into a film having a thickness of 40 μm by melt extrusion at 250° C. Example 4 (Nylon 6): Nylon 6 film (product name "Harden N1100", manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 20 μm)
Example 5 (PPS): Polyphenylene sulfide resin film (product name "TORELINA", manufactured by Toray Industries, Inc., thickness 100 μm)
Example 6 (EVOH): Ethylene-vinyl alcohol copolymer resin film (product name "EVAL", manufactured by Kuraray Co., Ltd., thickness 20 μm)
Example 7 (COP): Cycloolefin resin film (product name "ZEONOR", manufactured by Zeon Corporation, thickness 130 μm)
Example 8 (PMMA (1)): A polymethyl methacrylate resin film obtained by biaxially stretching a film formed by melt extrusion of polymethyl methacrylate resin (average molecular weight = 120,000 to 150,000, glass transition temperature = 124 ° C.) to a thickness of 40 μm. Example 9 (PMMA (2)): A polymethyl methacrylate resin film obtained by biaxially stretching a film formed by melt extrusion of polymethyl methacrylate resin (average molecular weight = 90,000 to 110,000, glass transition temperature = 122 ° C.) to a thickness of 40 μm. Example 10 (PET (1)): A polyethylene terephthalate resin film (IV = 0.9 modified with 15 mol of isophthalic acid) was formed into a film of 100 μm thickness by melt extrusion at 270 ° C., and then biaxially stretched and heat set to obtain a polyethylene terephthalate resin film with a high degree of crystallinity (1730 cm The degree of crystallinity calculated from the half-width (Δν) of −1 was 43.68% (degree of crystallinity=100×((305−Δν)/209−1.335)/(1.455−1.335)).
<比較例1~9>
フィルムモールド60となる樹脂フィルムとして、表1に示すものを、それぞれ使用した以外は、実施例1と同様にして、表面自由エネルギーSEおよび自由体積SVの測定を行い、実施例1と同様にして、基材40としての易接着層付きポリエステルフィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとの積層体を得て、同様にピール強度および気泡の有無の測定を行った。結果を表1に示す。
<Comparative Examples 1 to 9>
Except for using the resin films shown in Table 1 as the resin films to be the
なお、比較例1~9において使用した樹脂フィルムは以下の通りである。
・比較例1(PP(1)):無延伸ポリプロピレンフィルム(商品名「RXC22」、三井化学東セロ社製、厚み20μm)
・比較例2(PP(2)):ポリプロピレン樹脂(homo-PP)を溶融押出法にて厚み200μmにフィルム化した無延伸ポリプロピレンフィルム
・比較例3(PP(3)):ポリプロピレン(商品名「サンアロマー」、サンアロマー社製)を、260℃にて、溶融押出法により、厚み100μmでフィルム化することにより得られた無延伸ポリプロピレンフィルム
・比較例4(PE):低密度ポリエチレンフィルム(厚み100μm)
・比較例5(PTFE):ポリテトラフルオロエチレンフィルム(商品名「ナフロン」、ニチアス社製、厚み100μm)
・比較例6(TPX):ポリメチルペンテン樹脂フィルム(商品名「オピュラン X-44B」、三井化学社製、厚み20μm)
・比較例7(PET(2)):ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム(商品名「コスモシャイン A4100」、東洋紡社製、厚み38μm)
・比較例8(PET(3)):ポリエチレンテレフタレート樹脂(IV=0.9 イソフタル酸15mol変性)を、270℃にて、溶融押出法の方法により、厚み100μmでフィルム化することにより得られた非晶性ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム(ラマン分光法により結晶化度に応じて変化する1730cm-1の半値幅(Δν)から算出した結晶化度が、0.88%(結晶化度=100×((305-Δν)/209-1.335)/(1.455-1.335))
・比較例9(PC(1)):ポリカーボネート樹脂(商品名「ユーピロン 7022J」、三菱エンジニアリングプラスチックス社製)を、280℃にて、溶融押出法により、厚み100μmでフィルム化することにより得られたポリカーボネート樹脂フィルム
The resin films used in Comparative Examples 1 to 9 are as follows:
Comparative Example 1 (PP (1)): Unstretched polypropylene film (product name "RXC22", manufactured by Mitsui Chemicals Tocello, thickness 20 μm)
Comparative Example 2 (PP(2)): Unstretched polypropylene film obtained by melt-extruding polypropylene resin (homo-PP) to a thickness of 200 μm. Comparative Example 3 (PP(3)): Unstretched polypropylene film obtained by melt-extruding polypropylene (trade name "SunAllomer", manufactured by SunAllomer Co., Ltd.) to a thickness of 100 μm at 260° C. Comparative Example 4 (PE): Low-density polyethylene film (thickness 100 μm)
Comparative Example 5 (PTFE): Polytetrafluoroethylene film (product name "Naflon", manufactured by Nichias Corporation, thickness 100 μm)
Comparative Example 6 (TPX): Polymethylpentene resin film (product name "Opulent X-44B", manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., thickness 20 μm)
Comparative Example 7 (PET (2)): Polyethylene terephthalate resin film (product name "Cosmoshine A4100", manufactured by Toyobo Co., Ltd., thickness 38 μm)
Comparative Example 8 (PET (3)): Amorphous polyethylene terephthalate resin film obtained by forming a polyethylene terephthalate resin (IV = 0.9, modified with 15 mol of isophthalic acid) into a film having a thickness of 100 μm by melt extrusion at 270 ° C. (crystallinity calculated from the half-width (Δν) at 1730 cm −1 which changes depending on the crystallinity by Raman spectroscopy was 0.88% (crystallinity = 100 × ((305 - Δν) / 209 - 1.335) / (1.455 - 1.335))
Comparative Example 9 (PC(1)): A polycarbonate resin film obtained by forming a polycarbonate resin (product name "Iupilon 7022J", manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics Corporation) into a film having a thickness of 100 μm by melt extrusion at 280° C.
表1に示すように、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとして、表面自由エネルギーSEと、自由体積SVとが式(1)~(3)(式(1):SE>35.7、式(2):SV>0、式(3):SE<-296.77×S
V
+77.371)を満たすものを用いた場合には、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂に対するピール強度が低く、剥離性に優れ、また、気泡の発生も抑制され、良好な濡れ性を示すものであった(実施例1~10)。
また、ラマン分光法にて硬化樹脂層とフィルムモールドの界面のスペクトルを測定し、特異的なピークの強度比から硬化樹脂の浸透深さを求めた結果、実施例3の樹脂フィルムに対する硬化樹脂の浸透深さは0μmであった。さらに比較例9の樹脂フィルムに対する硬化樹脂の浸透深さは4μmであり、浸透深さが深いほどピール強度が強い傾向を示した。浸透深さの測定結果を表1に示す。なお、表1中、「N.D.」は、ピーク分離が難しく、浸透深さの測定が困難であったことを示す。
As shown in Table 1, when a resin film having a surface free energy S E and a free volume S V that satisfy the formulas (1) to (3) (formula (1): S E > 35.7, formula (2): S V > 0, formula (3): S E < -296.77 x S V + 77.371 ) was used as the
In addition, the spectrum of the interface between the cured resin layer and the film mold was measured by Raman spectroscopy, and the penetration depth of the cured resin was calculated from the intensity ratio of the specific peak. As a result, the penetration depth of the cured resin into the resin film of Example 3 was 0 μm. Furthermore, the penetration depth of the cured resin into the resin film of Comparative Example 9 was 4 μm, and the deeper the penetration depth, the stronger the peel strength tended to be. The measurement results of the penetration depth are shown in Table 1. In Table 1, "N.D." indicates that it was difficult to separate the peaks and measure the penetration depth.
<浸透深さ>
浸透深さは、下記の条件にて測定した。
測定装置:レーザーラマン分光光度計(製品名「NRS-5500」、日本分光社製)
レーザー波長:532.31nm
レーザースポット径:2μm
積算回数:1回
具体的な測定方法としては、次の通りとした。すなわち、基材40となる樹脂フィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムと、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとの積層体の断面を、レーザーラマン分光光度計を用いて、硬化樹脂層50aとフィルムモールド60との界面を挟んで厚さ方向に多数点測定を行った。
そして、各厚さ位置で得られた測定スペクトルに対し、フィルムモールド60となる樹脂フィルムに由来する測定ピークのうち、樹脂フィルムの配向状態の影響が少ない測定ピークの中から、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂フィルムに由来する測定ピークと重ならず、かつ、強度が最も大きい測定ピークの強度P1と、それ以外の測定ピークの中で強度が最も大きい測定ピークの強度P2と、の比P1/P2を算出した。比P1/P2が安定して小さい位置を硬化樹脂層50a、比P1/P2が安定して大きい位置をフィルムモールド60とみなし、これらの間の厚さ方向に移動するにつれて比P1/P2の値が変化する範囲を特定し、この範囲を、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂がフィルムモールド60となる樹脂フィルムに浸透した領域とみなして、この範囲の幅を浸透深さとして算出した。
<Penetration depth>
The penetration depth was measured under the following conditions.
Measurement device: Laser Raman spectrophotometer (product name "NRS-5500", manufactured by JASCO Corporation)
Laser wavelength: 532.31 nm
Laser spot diameter: 2 μm
The specific measurement method was as follows: A cross section of a laminate of a resin film serving as the
Then, for the measurement spectrum obtained at each thickness position, among the measurement peaks originating from the resin film to be the
また、実施例3の樹脂フィルムについて、表面に凹凸パターンを有する金属製の賦形ロールを用い、表面に凹凸形状(凹凸高さ:8~12μm、凹凸のアスペクト比:0.7~1.0)を形成した樹脂フィルムを得て、表面に凹凸形状を形成した樹脂フィルムを用いたところ、同様の結果を得ることができた。そのため、この結果より、実施例1~10に係る樹脂フィルムによれば、フィルムモールド60として使用した場合に、硬化性の樹脂材料に対し、良好な濡れ性および剥離性を示し、硬化性の樹脂材料の表面に、凹凸形状を良好に形成可能なものとなるといえる。
In addition, when a metal shaping roll having an uneven surface pattern was used to obtain a resin film having an uneven surface (uneven height: 8-12 μm, uneven aspect ratio: 0.7-1.0) for the resin film of Example 3, similar results were obtained when the resin film having an uneven surface was used. Therefore, from these results, it can be said that the resin films of Examples 1-10, when used as a
一方、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとして、表面自由エネルギーSEが式(1)(式(1):SE>35.7)を満たさない場合には、フィルムモールド60となる樹脂フィルムと、硬化樹脂層50aとしての硬化アクリル系樹脂からなる層との間に、気泡が発生してしまい、濡れ性に劣る結果となった(比較例1~6)。
また、フィルムモールド60となる樹脂フィルムとして、表面自由エネルギーSEと、自由体積SVとが式(3)(式(3):SE<-296.77×SV+77.371)を満たさない場合には、ピール強度が高くなり過ぎてしまい、硬化樹脂層50aに対する剥離性に劣るものであり(比較例7)、特に、比較例8,9については、剥離時に破材が発生する結果となった。
なお、図2に、各実施例、比較例に係る樹脂フィルムの表面自由エネルギーSEと、自由体積SVとの関係をグラフ化して示した。
On the other hand, when the surface free energy S E of the resin film that becomes the
Furthermore, when the surface free energy S E and the free volume S V of the resin film that becomes the
FIG. 2 shows a graph of the relationship between the surface free energy SE and the free volume SV of the resin films according to the respective examples and comparative examples.
10~19…ロール
20…Tダイ
30…紫外線照射装置
40…基材フィルム
50…硬化性樹脂材料層
50a…硬化樹脂層
60…フィルムモールド
10 to 19... roll 20... T-die 30... ultraviolet
Claims (2)
前記凹凸表面の表面自由エネルギーSE[単位:mN/m]と、陽電子消滅法で測定される、前記凹凸表面の自由体積SV[単位:nm3]とが、下記式(1)~(3)を満たし、
溶融押出法により形成される樹脂フィルムに対し、連続的または断続的に表面に凹凸形状が付与されてなる長尺状のフィルムであるフィルムモールド。
SE>35.7 (1)
SV>0 (2)
SE<-296.77×SV+77.371 (3) A film mold made of a resin film having an uneven surface for transferring an uneven shape to a surface of a curable resin material,
a surface free energy S E [unit: mN/m] of the uneven surface and a free volume S V [unit: nm 3 ] of the uneven surface measured by a positron annihilation method satisfy the following formulas (1) to (3):
A film mold is a long film obtained by continuously or intermittently imparting an uneven surface to a resin film formed by melt extrusion .
S E >35.7 (1)
S V > 0 (2)
S E <-296.77×S V +77.371 (3)
The film mold according to claim 1 , which has an average thickness of 10 to 200 μm.
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