本發(fā)明涉及制造在模具主體形成有脫模劑層的模具的方法以及制造輥狀模具的裝置、以及在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法。
本申請(qǐng)基于2014年4月8日在日本提出申請(qǐng)的日本特愿2014-079414號(hào)要求優(yōu)先權(quán),將其內(nèi)容引用于此。
背景技術(shù):
已知在表面具有凸部或者凹部間的平均間距為可見光的波長(zhǎng)以下的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品表現(xiàn)出防反射效果、荷葉效應(yīng)等。特別是已知,稱為蛾眼結(jié)構(gòu)的納米級(jí)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)由于折射率自空氣的折射率起連續(xù)地增大至物品的材料的折射率,從而成為有效的防止反射的手段。
作為在物品的表面形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的方法,例如,已知使用在外周面形成有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的輥狀模具并將輥狀模具的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品的表面的方法(納米壓印法)。
輥狀模具通過(guò)如下方法制造,例如,所述方法具有:制造在外周面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的輥狀的模具主體的工序、和在模具主體的外周面形成脫模劑層的工序。
作為在模具主體的外周面形成脫模劑層的方法,例如,提出下述的方法。
(1)將輥狀的模具主體浸漬在脫模劑溶液中,自脫模劑溶液取出模具主體的方法(專利文獻(xiàn)1)。
(2)一邊使輥狀的模具主體以中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn),一邊在模具主體的外周面直接涂布脫模劑溶液,通過(guò)加熱器使涂布在模具主體的外周面的脫模劑溶液干燥的方法(專利文獻(xiàn)2)。
(1)的方法中,在自脫模劑處理液取出模具主體時(shí),為了不使脫模劑處理液的液面起伏,需要將模具主體的取出速度設(shè)為超慢速。因此,自脫模劑處理液取出模具主體的時(shí)間變長(zhǎng)。特別是模具主體大型化時(shí),自脫模劑處理液取出模具主體的時(shí)間非常長(zhǎng),不能高效地制造輥狀模具。
(2)的方法中,由于在模具主體的外周面直接涂布脫模劑溶液,因此容易產(chǎn)生條紋狀的涂布不均。此外,通過(guò)加熱器對(duì)在模具主體的外周面所涂布的脫模劑溶液進(jìn)行干燥,因此條紋狀的涂布不均、液體流掛等在脫模劑層上原樣保留,脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均時(shí),將輥狀模具的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到物品的表面時(shí),物品的表面的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生形狀的不均,因此不能得到外觀、性能良好的物品。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開第2012/176794號(hào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-331585號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問(wèn)題
本發(fā)明提供能夠高效地制造抑制了脫模劑層的膜厚不均的模具的模具制造方法以及輥狀模具的制造裝置、以及在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法。
用于解決問(wèn)題的方案
作為本發(fā)明,例如,可以列舉出下述的[1]~[11]的模具制造方法、以及下述的[12]~[16]的輥狀模具制造裝置、以及下述的[17]~[20]的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法。
[1]一種模具的制造方法,其為制造在模具主體形成有脫模劑層的模具的方法,從與所述模具主體分開配置的脫模劑噴出構(gòu)件向所述模具主體的外周面供給脫模劑溶液,使所述脫模劑溶液附著于所述模具主體,從與所述模具主體分開配置的氣體噴出構(gòu)件向在所述模具主體上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體,使所述脫模劑溶液干燥,形成所述脫模劑層。
[2]根據(jù)[1]的模具的制造方法,其中,所述模具主體為外形成為圓柱形狀的輥狀的模具主體,一邊以所述輥狀的模具主體的中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線,使所述輥狀的模具主體旋轉(zhuǎn),一邊向所述輥狀的模具主體的外周面供給所述脫模劑溶液。
[3]根據(jù)[2]的模具的制造方法,其中,所述輥狀的模具以所述中心軸線為水平方向的方式被保持并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[4]根據(jù)[2]或[3]的模具的制造方法,其中,一邊以所述脫模劑噴出構(gòu)件與所述模具主體的所述中心軸線平行地自所述模具主體的第1端部移向第2端部的方式,使所述模具主體與所述脫模劑噴出構(gòu)件相對(duì)移動(dòng),一邊自所述脫模劑噴出構(gòu)件向所述模具主體的外周面供給所述脫模劑溶液。
[5]根據(jù)[4]的模具的制造方法,其中,一邊以相對(duì)于所述脫模劑噴出構(gòu)件的行進(jìn)方向配置在比所述脫模劑噴出構(gòu)件靠后方的所述氣體噴出構(gòu)件跟隨所述脫模劑噴出構(gòu)件的方式,使所述模具主體與所述氣體噴出構(gòu)件相對(duì)移動(dòng),一邊自所述氣體噴出構(gòu)件向在所述模具主體的外周面上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體。
[6]根據(jù)[3]~[5]中任一項(xiàng)的模具的制造方法,其中,自所述脫模劑噴出構(gòu)件向所述模具主體的外周面的下半部噴出所述脫模劑溶液,使所述脫模劑溶液附著于所述模具主體的外周面。
[7]根據(jù)[2]~[6]中任一項(xiàng)的模具的制造方法,其中,自沿著所述模具主體的長(zhǎng)度方向以等間距排列的多個(gè)所述脫模劑噴出構(gòu)件向所述模具主體的外周面供給脫模劑溶液。
[8]根據(jù)[7]的模具的制造方法,其中,一邊自沿著所述模具主體的長(zhǎng)度方向以等間距排列的多個(gè)所述脫模劑噴出構(gòu)件之中所述模具主體的第1端部側(cè)的所述脫模劑噴出構(gòu)件起逐一向所述模具主體的外周面供給脫模劑溶液,使所述脫模劑溶液依次附著于所述模具主體的外周面,一邊自所述氣體噴出構(gòu)件向在所述模具主體的外周面上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體。
[9]根據(jù)[2]~[8]中任一項(xiàng)的輥狀模具的制造方法,其中,以自所述氣體噴出構(gòu)件的氣體噴出方向相對(duì)于所述模具主體的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾捶较虻姆绞剑运鰵怏w噴出構(gòu)件向在所述模具主體的外周面上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體。
[10]根據(jù)[2]~[9]中任一項(xiàng)的輥狀模具的制造方法,其中,自處于高于所述脫模劑噴出構(gòu)件的位置的所述氣體噴出構(gòu)件,向附著在所述模具主體的外周面上且位于所述模具主體的外周面的上半部的所述脫模劑溶液噴出氣體。
[11]根據(jù)[1]~[15]中任一項(xiàng)的輥狀模具的制造方法,其中,所述模具主體為在其外周面具有各個(gè)相鄰的凸部或凹部間的平均間距為400nm以下的多個(gè)微細(xì)凹凸的結(jié)構(gòu)。
[12]一種輥狀模具的制造裝置,其為制造在輥狀的模具主體的外周面上形成有脫模劑層的輥狀模具的裝置,其具備:旋轉(zhuǎn)構(gòu)件,其用于以所述模具主體的中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使所述模具主體旋轉(zhuǎn);脫模劑噴出構(gòu)件,其與所述模具主體分開配置,用于向所述模具主體的外周面噴出脫模劑溶液,使所述脫模劑溶液附著于所述模具主體的外周面;和氣體噴出構(gòu)件,其與所述模具主體分開配置,用于向在所述模具主體的外周面上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體,使所述脫模劑溶液干燥,形成所述脫模劑層。
[13]根據(jù)[12]所述的輥狀模具的制造裝置,其中,所述旋轉(zhuǎn)構(gòu)件用于以所述中心軸線為水平方向的方式保持所述輥狀的模具主體,并使所述輥狀的模具主體旋轉(zhuǎn)。
[14]根據(jù)[12]或[13]的輥狀模具的制造裝置,其中,所述脫模劑噴出構(gòu)件能與所述模具主體的所述中心軸線平行地相對(duì)于所述模具主體進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。
[15]根據(jù)[14]的輥狀模具的制造裝置,其中,所述氣體噴出構(gòu)件相對(duì)于所述脫模劑噴出構(gòu)件的行進(jìn)方向配置在比所述脫模劑噴出構(gòu)件靠后方的位置,并且能跟隨所述脫模劑噴出構(gòu)件,相對(duì)于所述模具主體進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)。
[16]根據(jù)[17]~[23]中任一項(xiàng)所述的輥狀模具的制造裝置,其中,所述模具主體為在其外周面具有各個(gè)相鄰的凸部或凹部間的平均間距為400nm以下的多個(gè)微細(xì)凹凸的結(jié)構(gòu)。
[17]一種在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法,其特征在于,其為在表面有凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法,所述制造方法使用如下的模具:在輥狀的模具主體的表面形成由平均周期為400nm以下的多個(gè)凹凸形成的結(jié)構(gòu),邊以所述模具主體的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使所述模具主體旋轉(zhuǎn),邊自與所述模具主體分開配置的脫模劑噴出構(gòu)件向所述模具主體的外周面供給脫模劑溶液,使所述脫模劑溶液附著于所述模具主體的外周面,自與所述模具主體分開配置的氣體噴出構(gòu)件向在所述模具主體的外周面上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體,使所述脫模劑溶液干燥,形成所述脫模劑層,從而制造的模具,所述制造方法通過(guò)將形成有所述脫模劑層的所述模具主體的表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到固化樹脂層,從而制造在表面具有相鄰的凸部的平均間距為400nm以下的多個(gè)凸部的物品。
[18]根據(jù)[17]的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法,其中,使所述輥狀的模具主體以所述中心軸線為水平方向的方式被保持并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[19]根據(jù)[18]的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法,其中,所述輥狀的模具主體是如下得到的:一邊以所述脫模劑噴出構(gòu)件與所述模具主體的所述中心軸線平行地自所述模具主體的第1端部移向第2端部的方式,使所述模具主體與所述脫模劑噴出構(gòu)件相對(duì)移動(dòng),一邊自所述脫模劑噴出構(gòu)件向所述模具主體的外周面供給所述脫模劑溶液,從而得到所述模具主體。
[20]根據(jù)[19]的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法,其中,所述輥狀的模具主體是如下得到的:一邊以相對(duì)于所述脫模劑噴出構(gòu)件的行進(jìn)方向配置在比所述脫模劑噴出構(gòu)件靠后方的位置的所述氣體噴出構(gòu)件跟隨所述脫模劑噴出構(gòu)件的方式,使所述模具主體與所述氣體噴出構(gòu)件相對(duì)移動(dòng),一邊自所述氣體噴出構(gòu)件向在所述模具主體的外周面上附著的所述脫模劑溶液噴出氣體。
需要說(shuō)明的是,本發(fā)明中,對(duì)于說(shuō)明的“模具主體的外周面的上半部”、或者“模具主體的外周面的下半部”,將由通過(guò)中心軸線的直徑方向的直線將輥狀的模具主體分割為兩半的情況下,在鉛垂方向上朝向大致上方的一側(cè)設(shè)為“外周面的上半部”,將朝向大致下方的一側(cè)設(shè)為“外周面的下半部”。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的模具的制造方法,可以高效地制造抑制了脫模劑層的膜厚不均的模具。
根據(jù)本發(fā)明的輥狀模具的制造裝置,可以高效地制造抑制了脫模劑層的膜厚不均的輥狀模具。
根據(jù)本發(fā)明的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法,可以高效地制造提高了微細(xì)凹凸形狀的精度的物品。
附圖說(shuō)明
圖1為示出在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的模具主體的制造工序的一個(gè)例子的剖視圖。
圖2為示出在本發(fā)明的第1實(shí)施方式中所使用的輥狀模具的制造裝置的俯視圖。
圖3為從水平方向觀察圖2的制造裝置的主視圖。
圖4為從模具主體的中心軸線方向觀察圖2的制造裝置的一部分的側(cè)視圖。
圖5為示出在圖2的制造裝置中脫模劑噴出噴嘴以及氣體噴出噴嘴移動(dòng)的情形的俯視圖。
圖6為示出在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中所使用的輥狀模具的制造裝置的俯視圖。
圖7為從水平方向觀察圖6的制造裝置的主視圖。
圖8為從模具主體的中心軸線方向觀察圖6的制造裝置的一部分的側(cè)視圖。
圖9為示出制造在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品時(shí)所使用的制造裝置的一個(gè)例子的立體圖。
具體實(shí)施方式
以下的用語(yǔ)的定義適用于本說(shuō)明書以及權(quán)利要求書。
“凹凸結(jié)構(gòu)”意味著具有多個(gè)凸部和/或多個(gè)凹部的結(jié)構(gòu)。
“微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)”意味著具有多個(gè)凸部和/或多個(gè)凹部、凸部或者凹部間的平均間距為納米級(jí)的結(jié)構(gòu)。
“納米級(jí)”意味著1nm以上且不足1μm。
“氣體”是指包括空氣、非活性氣體等對(duì)模具表面的干燥有用的所有氣體。
“細(xì)孔”是指在鋁基材的表面的氧化皮膜中所形成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的凹部。
“細(xì)孔的間距”是指相鄰的細(xì)孔彼此的中心間距離。
“模具主體的外周面”是指具有要轉(zhuǎn)印到物品的形狀(凹凸結(jié)構(gòu)、鏡面等)的最外周面。因此,在模具主體的兩端存在直徑小于具有最外周面的軀干部的直徑的小直徑部時(shí),該小直徑部的外周面并不包含在“模具主體的外周面”內(nèi)。
“模具主體的端部”是指前述具有最外周面的軀干部的、模具主體的長(zhǎng)度方向的端部。因此,在模具主體的兩端存在直徑小于具有最外周面的軀干部的直徑的小直徑部時(shí),該小直徑部并不包含在“模具主體的端部”內(nèi)。
“輥狀”是指圓柱形狀、中空?qǐng)A筒形狀等、具有連續(xù)的外周面的柱狀結(jié)構(gòu)體。
“脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w”意味著,在從脫模劑噴出噴嘴向模具主體的外周面噴出脫模劑溶液并使其附著于模具主體的外周面時(shí),在模具主體旋轉(zhuǎn)1圈的期間內(nèi)脫模劑溶液在模具主體的外周面上擴(kuò)展的寬度(參照?qǐng)D2等)。
“初始保持時(shí)間”意味著自從脫模劑噴出噴嘴向模具主體的第1端部的外周面及其附近開始脫模劑溶液的噴出起,直至從氣體噴出噴嘴噴出氣體而開始進(jìn)行在模具主體的第1端部的外周面附著的脫模劑溶液的干燥為止的時(shí)間。
“接液時(shí)間”意味著自脫模劑溶附著在模具主體的外周面起,直至開始脫模劑溶液的干燥為止的時(shí)間。
<模具(輥狀模具)>
在本實(shí)施方式中,作為模具以輥狀模具為例子進(jìn)行說(shuō)明。該輥狀模具是用于將輥狀模具的外周面的形狀(凹凸結(jié)構(gòu)、鏡面等)轉(zhuǎn)印到物品的表面而在物品的表面形成與輥狀模具的外周面的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀的模具。
作為輥狀模具,可以列舉出納米壓印法中所使用的、在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的輥狀模具;壓花的形成中所使用的壓花輥;記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)單位(bit)的形成中所使用的輥狀壓模等。
由本實(shí)施方式的制造方法得到的輥狀模具具有輥狀的模具主體、和在模具主體的外周面所形成的脫模劑層。
(模具主體)
對(duì)于本實(shí)施方式的模具主體,存在在輥狀的基材的外周面形成有凹凸結(jié)構(gòu)的模具主體、或者將輥狀的基材的外周面精加工成鏡面的模具主體。
模具主體可以為中空狀,也可以為實(shí)心狀即非中空狀。
上述的凹凸結(jié)構(gòu)只要形成于模具主體的外周面的至少一部分即可,可以不在模具主體的整個(gè)外周面上都形成,也可以在整體上形成。
作為基材,可以列舉出金屬(包含在表面形成有氧化皮膜的金屬)、石英、玻璃、樹脂、陶瓷等,從在表面容易形成微細(xì)的凹凸結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選金屬。
作為模具主體,從充分地發(fā)揮本發(fā)明的效果的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選在輥狀的基材的外周面形成有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的模具主體。
以下,對(duì)于在外周面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的模具主體的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
(模具主體的制造方法)
作為模具主體的制造方法,例如,可以列舉出下述方法(I-1)、方法(I-2)等,從可以大面積化、且制作簡(jiǎn)便的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選方法(I-1)。
(I-1)在輥狀的鋁基材的外周面形成具有多個(gè)細(xì)孔的陽(yáng)極氧化鋁(鋁的多孔氧化皮膜)的方法。
(I-2)通過(guò)電子束光刻法、激光干涉法等在輥狀的基材的外周面直接形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的方法。
作為方法(I-1),優(yōu)選具有下述的工序(a)~(f)的方法。
(a)在電解液中、恒定電壓下對(duì)輥狀的鋁基材進(jìn)行陽(yáng)極氧化,在鋁基材的外周面形成氧化皮膜的工序。
(b)去除氧化皮膜的一部分或者全部,在鋁基材的外周面形成陽(yáng)極氧化的細(xì)孔產(chǎn)生點(diǎn)的工序。
(c)工序(b)之后,在電解液中將鋁基材再次進(jìn)行陽(yáng)極氧化,形成在細(xì)孔產(chǎn)生點(diǎn)具有細(xì)孔的氧化皮膜的工序。
(d)工序(c)之后,擴(kuò)大細(xì)孔的直徑的工序。
(e)工序(d)之后,在電解液中再次進(jìn)行陽(yáng)極氧化的工序。
(f)重復(fù)進(jìn)行工序(d)和工序(e),得到在鋁基材的外周面形成有具有多個(gè)細(xì)孔的陽(yáng)極氧化鋁的模具主體的工序。
工序(a):
如圖1所示,通過(guò)對(duì)鋁基材12進(jìn)行陽(yáng)極氧化,從而形成具有細(xì)孔14的氧化皮膜16(參照?qǐng)D1中的(a))。
為了使表面狀態(tài)平滑化,例如,優(yōu)選利用機(jī)械研磨、布輪研磨、化學(xué)研磨、電解研磨處理(蝕刻處理)等研磨鋁基材。此外,鋁基材由于附著有將該鋁基材加工成規(guī)定的形狀時(shí)所使用的油,因此優(yōu)選在陽(yáng)極氧化之前預(yù)先進(jìn)行脫脂處理。
鋁的純度優(yōu)選99%以上、更優(yōu)選99.5%以上、進(jìn)一步優(yōu)選99.8%以上。鋁的純度低時(shí),進(jìn)行陽(yáng)極氧化時(shí),有時(shí)會(huì)由于雜質(zhì)的偏析而形成會(huì)使可見光散射的大小的凹凸結(jié)構(gòu)、或由陽(yáng)極氧化得到的細(xì)孔的規(guī)則性降低。
作為電解液,可以列舉出草酸、硫酸等的水溶液。電解液可以單獨(dú)使用1種也可以并用2種以上。
作為電解液使用草酸水溶液時(shí):
草酸的濃度優(yōu)選為0.7M以下。草酸的濃度超過(guò)0.7M時(shí),有時(shí)電流值變得過(guò)高,氧化皮膜的表面變粗糙。
作為電解液使用草酸水溶液時(shí),化學(xué)轉(zhuǎn)化電壓為30~60V時(shí),可以得到具有平均間距為100nm的規(guī)則性高的細(xì)孔的陽(yáng)極氧化鋁。無(wú)論化學(xué)轉(zhuǎn)化電壓高于前述范圍還是低于前述范圍,均存在規(guī)則性降低的傾向。
電解液的溫度優(yōu)選為60℃以下、更優(yōu)選為45℃以下。電解液的溫度超過(guò)60℃時(shí),有時(shí)產(chǎn)生所謂“燒焦”的現(xiàn)象而使細(xì)孔被破壞、或表面熔化而使細(xì)孔的規(guī)則性紊亂。
作為電解液使用硫酸水溶液時(shí):
硫酸的濃度優(yōu)選為0.7M以下。硫酸的濃度超過(guò)0.7M時(shí),有時(shí)電流值變得過(guò)高,不能維持恒定電壓。
作為電解液使用硫酸水溶液的情況下,化學(xué)轉(zhuǎn)化電壓為25~30V時(shí),能夠得到具有平均間距為63nm的規(guī)則性高的細(xì)孔的陽(yáng)極氧化鋁。無(wú)論化學(xué)轉(zhuǎn)化電壓高于前述范圍還是低于前述范圍,均存在規(guī)則性降低的傾向。
電解液的溫度優(yōu)選為30℃以下、更優(yōu)選為20℃以下。電解液的溫度超過(guò)30℃時(shí),有時(shí)產(chǎn)生所謂“燒焦”的現(xiàn)象而使細(xì)孔被破壞、或表面熔化而使細(xì)孔的規(guī)則性紊亂。
工序(b):
如圖1所示,通過(guò)暫時(shí)去除氧化皮膜16的一部分或者全部、將其制成陽(yáng)極氧化的細(xì)孔產(chǎn)生點(diǎn)18,從而可以提高細(xì)孔的規(guī)則性(參照?qǐng)D1中的(b))。即便在不全部去除氧化皮膜16而殘留一部分的狀態(tài)下,在氧化皮膜16之中,若殘留的是規(guī)則性已經(jīng)得到充分提高的部分,則可以實(shí)現(xiàn)氧化皮膜去除的目的。
作為去除氧化皮膜16的方法,可以列舉出溶解于選擇性地溶解氧化皮膜16而不會(huì)溶解鋁的溶液中來(lái)去除的方法。作為這樣的溶液,例如,可以列舉出鉻酸/磷酸混合液等。
工序(c):
如圖1所示,對(duì)于去除了氧化皮膜的鋁基材12再次進(jìn)行陽(yáng)極氧化,從而形成具有圓柱狀的細(xì)孔14的氧化皮膜16(參照?qǐng)D1中的(c))。
工序(c)中的陽(yáng)極氧化只要在與工序(a)同樣的條件下進(jìn)行即可。陽(yáng)極氧化的時(shí)間越長(zhǎng),獲得細(xì)孔的深度越深。
工序(d):
如圖1所示,進(jìn)行使細(xì)孔14的孔徑擴(kuò)大的處理(以下,記作細(xì)孔孔徑擴(kuò)大處理)(參照?qǐng)D1中的(d))。細(xì)孔孔徑擴(kuò)大處理為浸漬在溶解氧化皮膜16的溶解液中使由陽(yáng)極氧化得到的細(xì)孔14的孔徑擴(kuò)大的處理。作為這樣的溶解液,例如,可以列舉出5質(zhì)量%左右的磷酸水溶液等。
上述的細(xì)孔孔徑擴(kuò)大處理的時(shí)間越長(zhǎng),細(xì)孔孔徑越大。
工序(e):
如圖1所示,通過(guò)再次進(jìn)行陽(yáng)極氧化,從而進(jìn)一步形成使圓柱狀的細(xì)孔16的底部進(jìn)一步向下延伸的直徑小的圓柱狀的細(xì)孔16(參照?qǐng)D1中的(e))。
工序(e)中的陽(yáng)極氧化可以在與工序(a)同樣的條件下進(jìn)行。陽(yáng)極氧化的時(shí)間越長(zhǎng),獲得細(xì)孔的深度越深。
工序(f):
如圖1所示,通過(guò)重復(fù)工序(d)和工序(e),形成具有直徑從開口部起沿深度方向連續(xù)地減少的形狀的細(xì)孔14的氧化皮膜16(參照?qǐng)D1中的(f))。這樣一來(lái),得到在鋁基材12的表面具有陽(yáng)極氧化鋁(鋁的多孔氧化皮膜)的模具主體10。最后優(yōu)選以工序(d)結(jié)束。
上述的工序(d)與工序(e)的重復(fù)次數(shù)總計(jì)優(yōu)選為3次以上、更優(yōu)選為5次以上。重復(fù)次數(shù)為2次以下時(shí),細(xì)孔的直徑非連續(xù)性地減少,因此,轉(zhuǎn)印具有這樣的細(xì)孔的陽(yáng)極氧化鋁的形狀而形成的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)(蛾眼結(jié)構(gòu))的降低反射率的效果不充分。
作為細(xì)孔14的形狀,可以列舉出大致圓錐形狀、棱錐形狀、圓柱形狀、吊鐘狀等,優(yōu)選圓錐形狀、棱錐形狀等那樣、與深度方向正交的方向的細(xì)孔截面面積從最表面起沿深度方向連續(xù)地減少的形狀。
細(xì)孔14間的平均間距優(yōu)選為可見光的波長(zhǎng)以下、即400nm以下。細(xì)孔14間的平均間距優(yōu)選為20nm以上。
對(duì)于本實(shí)施方式中說(shuō)明的細(xì)孔14間的平均間距,為利用電子顯微鏡觀察測(cè)定50處相鄰的細(xì)孔14間的間距(自細(xì)孔14的中心到相鄰的細(xì)孔14的中心為止的距離)、將這些值取平均而得到的值。
細(xì)孔14的深度優(yōu)選為納米級(jí)、更優(yōu)選為80~500nm、進(jìn)一步優(yōu)選為120~400nm、特別優(yōu)選為150~300nm。
對(duì)于本實(shí)施方式中說(shuō)明的細(xì)孔14的深度,為測(cè)定利用電子顯微鏡觀察以倍率30000倍觀察時(shí)的細(xì)孔14的最底部與存在于細(xì)孔14間的凸部的最頂部之間的距離而得到的值。
細(xì)孔14的縱橫比(細(xì)孔的深度/細(xì)孔間的平均間距)優(yōu)選0.8~5.0、更優(yōu)選1.2~4.0、進(jìn)一步優(yōu)選1.5~3.0。
如此操作而得到的模具主體10供于后述的本發(fā)明的輥狀模具的制造方法,得到在模具主體的外周面形成有脫模劑層的輥狀模具。
(脫模劑層)
脫模劑層為使脫模劑溶液附著于模具主體的外周面、使脫模劑溶液干燥而形成的層。
在脫模劑層中,脫模劑溶液中所含的脫模劑可以以原樣的狀態(tài)存在而不發(fā)生化學(xué)變化,或者脫模劑溶液中所含的脫模劑也可以以發(fā)生了化學(xué)變化的狀態(tài)存在。
作為脫模劑,例如,可以列舉出有機(jī)硅樹脂、氟樹脂、氟化合物(具體而言,參照下述)、磷酸酯等,從可以長(zhǎng)時(shí)間維持脫模性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選氟化合物或者磷酸酯。
作為氟化合物的市售品,例如,可以列舉出Solvay Specialty Polymers Japan K.K.制的“Fluorolink”(注冊(cè)商標(biāo))、信越化學(xué)工業(yè)公司制的氟烷基硅烷“KBM-7803”(注冊(cè)商標(biāo))、旭硝子公司制的“MRAF”(注冊(cè)商標(biāo))、Harves Co.,Ltd.制的“OPTOOL HD1100”(注冊(cè)商標(biāo))、“OPTOOL HD2100series”(注冊(cè)商標(biāo))、Daikin Industries,Ltd.制的“OPTOOL DSX”(注冊(cè)商標(biāo))、Sumitomo 3M Limited制的“Novec EGC-1720”(注冊(cè)商標(biāo))、Fluoro Technology制的“FS-2050”series等。
作為磷酸酯,從可以長(zhǎng)時(shí)間維持脫模性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選(聚)氧亞烷基烷基磷酸化合物。作為市售品,例如,可以列舉出城北化學(xué)工業(yè)公司制的“JP-506H”、Axel corporation制的“Moldwiz INT-1856”(注冊(cè)商標(biāo))、日光化學(xué)公司制的“TDP-10”、“TDP-8”、“TDP-6”、“TDP-2”、“DDP-10”、“DDP-8”、“DDP-6”、“DDP-4”、“DDP-2”、“TLP-4”、“TCP-5”、“DLP-10”等。
這些脫模劑可以單獨(dú)使用1種也可以并用2種以上。
<模具的制造方法(輥狀模具的制造方法)>
本發(fā)明的模具的制造方法為制造在模具主體形成有脫模劑層的模具的方法,為如下的方法:從與模具主體分開配置的脫模劑噴出構(gòu)件向模具主體供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體,從與模具主體分開配置的氣體噴出構(gòu)件向在模具主體上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層。本實(shí)施方式中說(shuō)明的一個(gè)例子為在制造輥狀的模具時(shí)具有下述的附著步驟(S1)和下述的干燥步驟(S2)的方法。
(S1)為如下步驟:一邊以模具主體的中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體旋轉(zhuǎn),一邊從與模具主體分開配置的脫模劑噴出構(gòu)件向模具主體的外周面供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體的外周面的步驟。
(S2)為如下步驟:一邊以模具主體的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體旋轉(zhuǎn),一邊從與模具主體分開配置的氣體噴出構(gòu)件向在模具主體的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層的步驟。
在本發(fā)明中,可以同時(shí)一并進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2);也可以首先進(jìn)行附著步驟(S1),接著進(jìn)行干燥步驟(S2);還可以交替進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)。此外,在本發(fā)明中,例如,也可以一邊以模具主體的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式保持模具主體,一邊使該模具主體旋轉(zhuǎn)。
其中,同時(shí)一并進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)的情況下,以及交替進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)的情況下,更優(yōu)選在附著步驟(S1)中,不使脫模劑溶液從脫模劑噴出構(gòu)件向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出,即不進(jìn)行脫模劑溶液的二次涂布。
以下,一邊示出具體的實(shí)施方式、一邊詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的模具的制造方法。在本實(shí)施方式中,作為模具,列舉出制造上述的輥狀模具時(shí)為例進(jìn)行說(shuō)明。
[第1實(shí)施方式]
(輥狀模具的制造裝置)
圖2為示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式中使用的輥狀模具的制造裝置的俯視圖,圖3為從水平方向觀察圖2的制造裝置的主視圖,圖4為從模具主體的中心軸線方向觀察圖2的制造裝置的一部分的側(cè)視圖。
制造裝置1具備:旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(旋轉(zhuǎn)構(gòu)件),其用于以輥狀的模具主體10的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn);脫模劑噴出噴嘴30(脫模劑噴出構(gòu)件),其與模具主體10分開配置,用于向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體10的外周面;氣體噴出噴嘴40(氣體噴出構(gòu)件),其與模具主體10分開配置,用于向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層;和移動(dòng)機(jī)構(gòu)(移動(dòng)構(gòu)件)50,其用于使脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40與模具主體10的中心軸線平行地移動(dòng)。此外,在本實(shí)施方式中,列舉出進(jìn)一步具備通過(guò)控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)50、從而不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出的控制構(gòu)件(省略圖示)的裝置的例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu):
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20具備:保持模具主體10的第1端部10a側(cè)的主軸側(cè)保持工具21;保持模具主體10的第2端部10b側(cè)的尾側(cè)保持工具22;與模具主體10的中心軸線同軸地連接于主軸側(cè)保持工具21的主軸側(cè)軸23;與模具主體10的中心軸線同軸地連接于尾側(cè)保持工具22的尾側(cè)軸24;支撐主軸側(cè)軸23以及尾側(cè)軸24的軸支撐工具25;包含馬達(dá)(省略圖示)等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部26;和將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部26的旋轉(zhuǎn)向主軸側(cè)軸23傳遞的帶27。
需要說(shuō)明的是,圖示例中,模具主體10以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式被保持,但在本發(fā)明中,以模具主體10的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式保持即可。模具主體10以模具主體10的中心軸線為鉛垂方向的方式被保持時(shí),從模具主體10的上側(cè)向下側(cè)逐漸地干燥時(shí),與模具主體10的上側(cè)相比,下側(cè)的接液時(shí)間更長(zhǎng),因此容易使脫模劑層的膜厚在模具主體10的上側(cè)與下側(cè)之間產(chǎn)生不均。此外,容易產(chǎn)生由液體流掛導(dǎo)致的涂布不均。因此,模具主體10只要以模具主體10的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式被保持,則不易使脫模劑層的膜厚在模具主體10的第1端部10a側(cè)與第2端部10b側(cè)之間產(chǎn)生不均。此外,對(duì)于模具主體10,優(yōu)選模具主體10的中心軸線相對(duì)于水平方向保持在±10度以內(nèi),特別優(yōu)選以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持。
此外,圖示例中,可以使用貫通中空輥狀的模具主體的內(nèi)部而插入的芯棒等軸構(gòu)件(省略圖示)代替主軸側(cè)保持工具21以及尾側(cè)保持工具22。
此外,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20只要為使脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40、與模具主體10相對(duì)地旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)即可,例如,可以為在模具主體10的周圍使脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。
脫模劑噴出噴嘴:
脫模劑噴出噴嘴30的噴出口的形狀為圓形狀。
配置脫模劑噴出噴嘴30以使從該脫模劑噴出噴嘴30噴出的脫模劑溶液在模具主體10的外周面的下半部附著。
此外,脫模劑噴出噴嘴30以自該脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向的方式配置。
需要說(shuō)明的是,在圖示例中,脫模劑噴出噴嘴30的噴出口的形狀為圓形狀,但在本發(fā)明中,上述噴出口的形狀只要為可以噴出脫模劑溶液的形狀即可,例如,可以為橢圓狀、矩形形狀、多個(gè)孔直線排列的形狀等。在這些各形狀之中,從脫模劑的噴出壓、噴出圖案的控制容易的觀點(diǎn)出發(fā),噴出口的形狀優(yōu)選為圓形狀。
此外,圖示例中,脫模劑噴出噴嘴30的個(gè)數(shù)為1個(gè),但在本發(fā)明中也可以為2個(gè)以上。
此外,圖示例中,脫模劑噴出噴嘴30以脫模劑溶液在模具主體10的外周面的下半部附著的方式配置,但在本發(fā)明中,也可以以脫模劑溶液在模具主體10的外周面的上半部附著的方式配置。其中,脫模劑噴出噴嘴30以脫模劑溶液在模具主體10的外周面的上半部附著的方式配置的情況下,脫模劑溶液向下流淌,垂落到模具主體10的外周面的下半部的干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層),有可能使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。因此,脫模劑噴出噴嘴30優(yōu)選以從脫模劑噴出噴嘴30噴出的脫模劑溶液在模具主體10的外周面的下半部附著的方式配置。
此外,圖示例中,脫模劑噴出噴嘴30以脫模劑溶液的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向(順?lè)较?的方式配置,但在本發(fā)明中,也可以以脫模劑溶液的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较?逆方向)的方式配置。從脫模劑溶液不易飛散、容易使脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w穩(wěn)定的觀點(diǎn)出發(fā),脫模劑噴出噴嘴30優(yōu)選以脫模劑溶液的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向的方式配置。
氣體噴出噴嘴:
氣體噴出噴嘴40的噴出口的形狀為矩形形狀。
氣體噴出噴嘴40在脫模劑噴出噴嘴30的行進(jìn)方向上配置在比脫模劑噴出噴嘴30靠后方的位置。
此外,氣體噴出噴嘴40以在鉛垂方向位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置、并且從氣體噴出噴嘴40噴出的一定寬度的氣體噴到位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液上的方式配置。
此外,氣體噴出噴嘴40以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较虻姆绞脚渲谩?/p>
需要說(shuō)明的是,在圖示例中,氣體噴出噴嘴40的噴出口的形狀為矩形形狀,但在本發(fā)明中,只要為能夠噴出氣體的形狀即可,例如,可以為圓形狀、橢圓狀、多個(gè)孔在直線上排列的形狀等。在這些各形狀之中,從容易噴出一定寬度的氣體的觀點(diǎn)出發(fā),噴出口的形狀優(yōu)選為細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀(狹縫狀)或者多個(gè)孔在直線上排列的形狀。
此外,在圖示例中,氣體噴出噴嘴40的個(gè)數(shù)為1個(gè),但在本發(fā)明中也可以為2個(gè)以上。
此外,在圖示例中,氣體噴出噴嘴40以在鉛垂方向位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置、并且氣體噴到位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液的方式配置,但在本發(fā)明中,氣體噴出噴嘴40也可以以在鉛垂方向位于比脫模劑噴出噴嘴30低的位置、并且氣體噴到位于模具主體10的外周面的下半部的脫模劑溶液的方式配置。不過(guò),氣體噴出噴嘴40以位于比脫模劑噴出噴嘴30低的位置、并且氣體噴到位于模具主體10的外周面的下半部的脫模劑溶液的方式配置時(shí),從脫模劑噴出噴嘴30噴出的脫模劑溶液向下流淌、垂落到模具主體10的外周面的下半部的干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層),有可能使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。因此,氣體噴出噴嘴40優(yōu)選以在鉛垂方向位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置、并且氣體噴到位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液的方式配置。
此外,在圖示例中,氣體噴出噴嘴40以氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较?逆方向)的方式配置,但在本發(fā)明中,也可以以氣體的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向(順?lè)较?的方式配置。需要說(shuō)明的是,從能夠更高效地使模具主體10的外周面的脫模劑溶液干燥的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選氣體噴出噴嘴40以氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较虻姆绞脚渲谩?/p>
此外,優(yōu)選氣體噴出噴嘴40以氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的中心軸線發(fā)生傾斜的方式配置。具體而言,圖2中示出的、從鉛垂方向的上方觀察時(shí)的、氣體的噴出方向與模具主體10的中心軸線所成的第1端部10a側(cè)的角度θ優(yōu)選超過(guò)0度且不足90度、更優(yōu)選為10~80度。角度θ只要處于前述范圍內(nèi),則由于從氣體噴出噴嘴40噴出的氣體,不易使脫模劑溶液流淌到干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層),不易使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。
移動(dòng)機(jī)構(gòu):
移動(dòng)機(jī)構(gòu)50具備固定脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40的噴嘴固定工具52;和使噴嘴固定工具52與模具主體10的中心軸線平行地移動(dòng)的直線導(dǎo)軌54。
氣體噴出噴嘴40與脫模劑噴出噴嘴30一同固定于噴嘴固定工具52,因此可以以跟隨脫模劑噴出噴嘴30的方式移動(dòng)。
需要說(shuō)明的是,在圖示例中,移動(dòng)機(jī)構(gòu)50為使脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40移動(dòng)的機(jī)構(gòu),但在本發(fā)明中,只要為使模具主體10、與脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40相對(duì)移動(dòng)的機(jī)構(gòu)則更優(yōu)選。例如,作為這樣的移動(dòng)機(jī)構(gòu),也可以為以從所固定的脫模劑噴出噴嘴30的前方以及氣體噴出噴嘴40的前方橫穿過(guò)的方式使模具主體10移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。
控制構(gòu)件:
控制構(gòu)件(省略圖示)可以以通過(guò)控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)50從而使脫模劑溶液不會(huì)從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出的方式工作。即,對(duì)于控制構(gòu)件,在從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液的期間,可以以如下方式工作:以脫模劑噴出噴嘴30自模具主體10的模具主體10的第1端部10a側(cè)移向第2端部10b側(cè)的方式使脫模劑噴出噴嘴30以及跟隨其的氣體噴出噴嘴40移動(dòng),但不會(huì)以自模具主體10的第2端部10b側(cè)移向第1端部10a側(cè)的方式使脫模劑噴出噴嘴30以及在其前方移動(dòng)的氣體噴出噴嘴40移動(dòng)。
此外,控制構(gòu)件通過(guò)控制脫模劑溶液向脫模劑噴出噴嘴30的供給、氣體向氣體噴出噴嘴40的供給以及移動(dòng)機(jī)構(gòu)50,從而在模具主體10的第1端部10a,以不使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng)的狀態(tài)從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在模具主體10的第1端部10a的外周面以及自第1端部10a起的擴(kuò)展寬度為w的區(qū)域的外周面。并且,控制構(gòu)件在從脫模劑溶液的噴出開始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng),從跟隨脫模劑噴出噴嘴30的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的第1端部10a的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。省略圖示的控制構(gòu)件通過(guò)如此控制,從而在后述的輥狀模具的制造方法中,可以設(shè)置初始保持時(shí)間。
上述的控制構(gòu)件具備處理部(省略圖示)、接口部(省略圖示)和存儲(chǔ)部(省略圖示)。
接口部為使旋轉(zhuǎn)構(gòu)件20、將脫模劑溶液供給到脫模劑噴出噴嘴30的構(gòu)件(省略圖示)、將氣體供給到氣體噴出噴嘴40的構(gòu)件(省略圖示)以及移動(dòng)構(gòu)件50與處理部之間電連接的部分。
處理部為基于存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的設(shè)定(初始保持時(shí)間、移動(dòng)速度、旋轉(zhuǎn)速度、脫模劑溶液的噴出流量、氣體的原始?jí)毫Φ?等控制各構(gòu)件的部分。
需要說(shuō)明的是,上述的處理部可以為利用專用的硬件而實(shí)現(xiàn)的部分,此外,上述的處理部可以由存儲(chǔ)器以及中央運(yùn)算裝置(CPU)而構(gòu)成,在存儲(chǔ)器中加載用于實(shí)現(xiàn)處理部的功能的程序并執(zhí)行,從而可以實(shí)現(xiàn)該功能。
此外,控制構(gòu)件與作為周邊機(jī)器的輸入裝置、顯示裝置等連接。在此,輸入裝置是指顯示器觸摸面板、開關(guān)面板、鍵盤等輸入設(shè)備,顯示裝置是指CRT、液晶顯示裝置等。
(模具的制造方法)
以下,一邊參照附圖,一邊對(duì)使用制造裝置1的本發(fā)明的第1實(shí)施方式所述的模具的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的第1實(shí)施方式所述的模具的制造方法具有下述的附著步驟(S1)、和下述的干燥步驟(S2)。
(S1)在以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下一邊以中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊從與模具主體10分開配置的脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面上供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在模具主體10的外周面上的步驟。
(S2)在以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下一邊以中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊從與模具主體10分開配置的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層的步驟。
在第1實(shí)施方式中,同時(shí)一并進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)。
其中,優(yōu)選在同時(shí)一并進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)時(shí),不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出、即不進(jìn)行脫模劑溶液的二次涂布。
附著步驟(S1)、干燥步驟(S2):
(i)制造納米壓印法中所使用的輥狀模具時(shí),各步驟優(yōu)選在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行。在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行各步驟,從而從氣體噴出噴嘴40將氣體噴到模具主體10時(shí),能夠抑制塵埃、灰塵等被吹送到模具主體10的外周面而導(dǎo)致產(chǎn)生微細(xì)劃傷等,此外,可以抑制異物等附著在模具主體10的外周面。
需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明中,“無(wú)塵環(huán)境下”是指以FED標(biāo)準(zhǔn)計(jì)為等級(jí)1000以下的情況,從可以更有效地抑制異物的附著的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為等級(jí)1000以下。
(ii)以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式用主軸側(cè)保持工具21和尾側(cè)保持工具22保持模具主體10。
需要說(shuō)明的是,在圖示例中,以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10,但在本發(fā)明中,只要為以模具主體10的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式保持即可。根據(jù)上述理由,只要以模具主體10的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式保持模具主體10,則不易使脫模劑層的膜厚不易在模具主體10的第1端部10a側(cè)和第2端部10b側(cè)之間產(chǎn)生不均。此外,對(duì)于模具主體10,優(yōu)選模具主體10的中心軸線相對(duì)于水平方向保持在±10度以內(nèi),特別優(yōu)選以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持模具主體10。
(iii)利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20,以模具主體10的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn)。模具主體10的旋轉(zhuǎn)持續(xù)至脫模劑層的形成完全結(jié)束為止。
(iv)在模具主體10的第1端部10a中,在不使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng)的狀態(tài)下從與模具主體10分開配置的脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體10的第1端部10a的外周面以及自第1端部10a起的擴(kuò)展寬度為w的區(qū)域的外周面。
從脫模劑溶液的噴出開始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后,使脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的第2端部10b側(cè)移動(dòng),從跟隨脫模劑噴出噴嘴30的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的第1端部10a的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。由此,可以設(shè)定初始保持時(shí)間。
在此,若脫模劑噴出噴嘴30從圖2中示出的位置、即會(huì)在模具主體10的第1端部10a的外周面及其附近的外周面形成脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w那樣的位置起同時(shí)開始脫模劑溶液的噴出以及脫模劑噴出噴嘴30的移動(dòng),則在脫模劑溶液充分地附著在模具主體10的第1端部10a的外周面之前,脫模劑噴出噴嘴30就已經(jīng)移動(dòng)。因此,脫模劑噴出噴嘴30在圖2中示出的位置開始脫模劑溶液的噴出的情況下,通過(guò)設(shè)置初始保持時(shí)間,從而使脫模劑溶液充分地附著在模具主體10的第1端部10a的外周面,在模具主體10的第1端部10a與除此以外的區(qū)域之間縮小脫模劑層的膜厚之差。
上述的脫模劑噴出噴嘴30的初始保持時(shí)間優(yōu)選滿足下述式的關(guān)系。即,脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w若為60mm,則初始保持時(shí)間優(yōu)選在40秒以上且600秒以下。
w×2/3≤T≤w×10
其中,在上述式中,T為初始保持時(shí)間[秒],w為脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w[mm]。
初始保持時(shí)間T若為w×2/3以上,則脫模劑溶液充分地附著在模具主體10的第1端部10a,因此模具主體10的第1端部10a與除此以外的位置之間能夠充分地減小脫模劑層的膜厚之差。初始保持時(shí)間T若為w×10以下,則能夠高效地制造輥狀模具,此外,模具主體10的第1端部10a以及其附近的脫模劑層的膜厚變得過(guò)厚。
需要說(shuō)明的是,若脫模劑噴出噴嘴30從在脫模劑噴出噴嘴30的行進(jìn)方向上比模具主體10的第1端部10a靠后方的位置、即會(huì)向主軸側(cè)軸23、主軸側(cè)保持工具21噴出脫模劑溶液那樣的位置起同時(shí)開始脫模劑溶液的噴出以及脫模劑噴出噴嘴30的移動(dòng)時(shí),則不需要設(shè)置初始保持時(shí)間。但是,該情況下,存在如下問(wèn)題:主軸側(cè)軸23、主軸側(cè)保持工具21被脫模劑污染,或向主軸側(cè)軸23、主軸側(cè)保持工具21噴出的脫模劑溶液造成浪費(fèi)等問(wèn)題。
從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液時(shí),從噴出口的形狀為圓形狀的脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液。
此外,從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液時(shí),向模具主體10的外周面的下半部噴出脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體10的外周面。
此外,從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液時(shí),以自脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向的方式噴出脫模劑溶液。
需要說(shuō)明的是,在圖示例中,從噴出口的形狀為圓形狀的脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液,但在本發(fā)明中,例如,也可以從噴出口的形狀為橢圓狀、矩形形狀、多個(gè)孔直線排列的形狀等的脫模劑噴出噴嘴噴出脫模劑溶液。在上述各形狀之中,根據(jù)上述的理由,優(yōu)選從噴出口的形狀為圓形狀的脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液。
此外,在圖示例中,從1個(gè)脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液,但在本發(fā)明中,也可以從2個(gè)以上的脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液。
此外,在圖示例中,從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面的下半部噴出脫模劑溶液,但在本發(fā)明中,也可以從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面的上半部噴出脫模劑溶液。另一方面,根據(jù)上述的理由,優(yōu)選從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面的下半部噴出脫模劑溶液。
此外,在圖示例中,以自脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向(順?lè)较?的方式從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液,但在本發(fā)明中,也可以以自脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较?逆方向)的方式從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液。另一方面,根據(jù)上述理由,優(yōu)選以自脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向的方式從脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液。
從脫模劑噴出噴嘴30噴出的脫模劑溶液的噴出流量沒(méi)有特別限定,例如,優(yōu)選為400~800mL/分鐘/個(gè)。脫模劑溶液的噴出流量只要為400mL/分鐘/個(gè)以上,則脫模劑溶液充分地到達(dá)至模具主體10的外周面,脫模劑溶液充分地附著于模具主體10的外周面。另一方面,脫模劑溶液的噴出流量超過(guò)800mL/分鐘/個(gè)時(shí),有可能在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液飛散、在干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)附著、使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。
需要說(shuō)明的是,在本發(fā)明的制造裝置中所使用的脫模劑噴出噴嘴30的個(gè)數(shù)沒(méi)有特別限定,可以根據(jù)模具主體10的尺寸等而適宜決定。
對(duì)于脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w,從可以使脫模劑溶液效率良好地附著于模具主體10的外周面的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選比模具主體10的中心軸線方向的長(zhǎng)度短,更優(yōu)選為模具主體10的中心軸線方向的長(zhǎng)度的一半以下,進(jìn)一步優(yōu)選與從氣體噴出噴嘴40噴出的氣體的寬度為相同水平。
噴到模具主體10的外周面的脫模劑溶液的溫度優(yōu)選為10~50℃、更優(yōu)選為15~30℃。該脫模劑溶液的溫度不足10℃時(shí),存在在模具主體10的外周面產(chǎn)生結(jié)露的可能性,有可能產(chǎn)生涂布不均。溫度超過(guò)50℃時(shí),有可能模具主體10的表面的干燥過(guò)快,使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。需要說(shuō)明的是,模具主體10的材料為鋁的情況下,溫度只要為50℃以下,則可以抑制鋁的腐蝕。
作為脫模劑溶液,可以列舉出將上述的脫模劑溶解到溶劑而得的溶液。
脫模劑溶液中的脫模劑濃度相對(duì)于脫模劑溶液的整體質(zhì)量?jī)?yōu)選為0.05~0.1質(zhì)量%。脫模劑濃度只要為0.05質(zhì)量%以上,則可以形成足夠的膜厚的脫模劑層。此外,脫模劑濃度只要為0.1質(zhì)量%以下,則可以抑制脫模劑溶液的起泡。
(v)在第1實(shí)施方式中,從脫模劑噴出噴嘴30噴出、在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w短于模具主體10的中心軸線方向的長(zhǎng)度。
因此,在因設(shè)置初始保持時(shí)間而曾處于不移動(dòng)狀態(tài)的脫模劑噴出噴嘴30開始移動(dòng)之后,一邊以脫模劑噴出噴嘴30與模具主體10的中心軸線平行地自模具主體10的第1端部10a移向第2端部10b的方式使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng),一邊以在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w成為規(guī)定寬度的方式從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液。由此,使脫模劑溶液附著于模具主體的整個(gè)外周面。
脫模劑噴出噴嘴30的移動(dòng)速度以與模具主體10的相對(duì)速度計(jì)優(yōu)選為1~5mm/秒。移動(dòng)速度只要為1mm/秒以上,則可以高效地制造輥狀模具。此外,移動(dòng)速度只要為5mm/秒以下,則可以形成足夠膜厚的脫模劑層。
從在模具主體10的第1端部10a側(cè)與第2端部10b側(cè)之間減小脫模劑層的膜厚之差的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選的是,接液時(shí)間在模具主體10的包括在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域在內(nèi)的整個(gè)范圍內(nèi)大致相同。
其中,在圖2所示的脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w(即在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域)的第2端部10b側(cè)的端部所位于的、模具主體10的外周面的圓周10c上,如圖5所示,隨著脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng)而脫模劑溶液會(huì)附著直至脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w的第1端部10a側(cè)的端部移走為止。即,模具主體10的外周面的圓周10c上的接液時(shí)間為初始保持時(shí)間與除在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域以外的區(qū)域的接液時(shí)間的總和。
因此,在脫模劑噴出噴嘴30在圖2所示的位置、即會(huì)在模具主體10的第1端部10a的外周面及其附近的外周面形成脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w的位置開始脫模劑溶液的噴出時(shí),優(yōu)選的是,接液時(shí)間在模具主體10的除在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域以外的整個(gè)部分大致相同。
此外,從減小模具主體10的外周面上的在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域與除此以外的區(qū)域之間的脫模劑層的膜厚之差的觀點(diǎn)出發(fā),初始保持時(shí)間優(yōu)選與除在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域以外的區(qū)域的接液時(shí)間相比更短。
除在初始保持時(shí)間內(nèi)脫模劑溶液附著的區(qū)域以外的區(qū)域的接液時(shí)間優(yōu)選為1~30分鐘、更優(yōu)選為1~10分鐘。上述的接液時(shí)間只要為1分鐘以上,則可以形成足夠的膜厚的脫模劑層。此外,上述的接液時(shí)間只要為30分鐘以下,則脫模劑層的膜厚不會(huì)過(guò)厚,并且可抑制涂布不均。
(vi)在因設(shè)置初始保持時(shí)間而曾處于不移動(dòng)狀態(tài)的脫模劑噴出噴嘴30開始移動(dòng)之后,以在脫模劑噴出噴嘴30的行進(jìn)方向上配置于比脫模劑噴出噴嘴30靠后方的位置的氣體噴出噴嘴40跟隨脫模劑噴出噴嘴30的方式一邊使氣體噴出噴嘴40移動(dòng),一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。此時(shí),以在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w成為規(guī)定的寬度的方式從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出規(guī)定寬度的氣體。由此,可以緊接著脫模劑溶液的附著且以與脫模劑溶液的附著相同的速度進(jìn)行脫模劑溶液的干燥。
從氣體噴出噴嘴40噴出氣體時(shí),從噴出口的形狀為矩形形狀的氣體噴出噴嘴40噴出氣體。
此外,在從氣體噴出噴嘴40噴出氣體時(shí),從在鉛垂方向上位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著且位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液噴出氣體。
此外,從氣體噴出噴嘴40噴出氣體時(shí),以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较虻姆绞较蛟谀>咧黧w10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。
需要說(shuō)明的是,在圖示例中,從噴出口的形狀為矩形形狀的氣體噴出噴嘴40噴出氣體,但在本發(fā)明中,例如,也可以從噴出口的形狀為圓形狀、矩形形狀、多個(gè)孔直線排列的形狀等的氣體噴出噴嘴噴出氣體。在上述的各形狀之中,根據(jù)上述的理由,優(yōu)選從噴出口的形狀為細(xì)長(zhǎng)的矩形形狀(狹縫狀)或者多個(gè)孔在直線上排列的形狀的氣體噴出噴嘴40噴出氣體。
此外,圖示例中,從1個(gè)氣體噴出噴嘴40噴出氣體,但在本發(fā)明中,也可以從2個(gè)以上的氣體噴出噴嘴40噴出氣體。
此外,圖示例中,從在鉛垂方向上位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置的氣體噴出噴嘴40向位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液噴出氣體,但在本發(fā)明中,也可以從位于比脫模劑噴出噴嘴30低的位置的氣體噴出噴嘴40向位于模具主體10的外周面的下半部的脫模劑溶液噴出氣體。此外,根據(jù)上述理由,優(yōu)選從在鉛垂方向上位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置的氣體噴出噴嘴40向位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液噴出氣體。
此外,圖示例中,以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较?逆方向)的方式從氣體噴出噴嘴40噴出氣體,但在本發(fā)明中,也可以以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向?yàn)檠刂>咧黧w10的旋轉(zhuǎn)方向的方向(順?lè)较?的方式從氣體噴出噴嘴40噴出氣體。需要說(shuō)明的是,根據(jù)上述理由,優(yōu)選以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较虻姆绞綇臍怏w噴出噴嘴40噴出氣體。
此外,根據(jù)上述的理由,優(yōu)選以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的中心軸線傾斜的方式從氣體噴出噴嘴40噴出氣體。具體而言,圖2所示的、從鉛垂方向的上方觀察時(shí)的、氣體的噴出方向與模具主體10的中心軸線所成的第1端部10a側(cè)的角度θ優(yōu)選超過(guò)0度且不足90度、更優(yōu)選為10~80度。
從氣體噴出噴嘴40噴出的氣體的壓力優(yōu)選為0.3MPa~0.6MPa、更優(yōu)選為0.4MPa~0.6MPa。氣體的壓力只要為0.3MPa以上,則可以使附著于模具主體10的外周面的脫模劑溶液干燥而不使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。此外,不需要使氣體噴出噴嘴40與模具主體10接近至必要以上,因此可以防止氣體噴出噴嘴40與模具主體10的接觸。另一方面,氣體的壓力超過(guò)0.6MPa時(shí),有可能在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液飛散、在干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)附著、使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。
對(duì)于從氣體噴出噴嘴40噴出的氣體的寬度,從可以將氣體效率良好地噴到模具主體10的外周面的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選短于模具主體10的中心軸線方向的長(zhǎng)度,更優(yōu)選為模具主體10的中心軸線方向的長(zhǎng)度的一半以下,進(jìn)一步優(yōu)選與脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w為相同水平。
噴到模具主體10的外周面的氣體的溫度優(yōu)選為10~50℃、更優(yōu)選為15~30℃。上述氣體的溫度不足10℃時(shí),存在在模具主體10的外周面產(chǎn)生結(jié)露的可能性,有可能產(chǎn)生涂布不均。此外,上述的氣體溫度超過(guò)50℃時(shí),有可能模具主體10的表面的干燥過(guò)快,使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。需要說(shuō)明的是,模具主體10的材料為鋁的情況下,上述的氣體溫度若為50℃以下,則可以抑制鋁的腐蝕。
(vii)在第1實(shí)施方式中,優(yōu)選不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出。即,在使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30噴出的期間,以脫模劑噴出噴嘴30與模具主體10的中心軸線平行地從模具主體10的第1端部10a側(cè)移向第2端部10b側(cè)的方式使脫模劑噴出噴嘴30以及跟隨其的氣體噴出噴嘴40移動(dòng),但不使脫模劑噴出噴嘴30、以及在其前方移動(dòng)的氣體噴出噴嘴40以從模具主體10的第2端部10b側(cè)移向第1端部10a側(cè)的方式移動(dòng)。
(作用機(jī)理)
在以上說(shuō)明的第1實(shí)施方式中,一邊使模具主體10旋轉(zhuǎn)、一邊從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體10的外周面,因此與將脫模劑溶液直接涂布到模具主體的外周面的情況相比,不易產(chǎn)生條紋狀的涂布不均。
此外,一邊使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,因此與將模具主體浸漬到脫模劑溶液中并以超慢速度取出的情況相比,可以在短時(shí)間內(nèi)去除過(guò)量附著的脫模劑溶液。此外,噴出氣體,去除過(guò)量地附著的脫模劑溶液,從而可以使脫模劑溶液的膜厚均勻,進(jìn)而,也可以去除條紋狀的涂布不均、液體流掛等。
此外,在以模具主體10的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下,以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),從而與將模具主體10的中心軸線設(shè)為鉛垂方向的情況相比,不易使脫模劑層的膜厚在模具主體10的第1端部10a側(cè)與第2端部10b側(cè)之間產(chǎn)生不均。此外,通過(guò)使模具主體10以上述的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn),從而不易產(chǎn)生由液體流掛導(dǎo)致的涂布不均,此外,制造大型的輥狀模具時(shí)的設(shè)備設(shè)計(jì)是比較容易的。
此外,不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出,因此不會(huì)產(chǎn)生由二次涂布導(dǎo)致的脫模劑層的膜厚不均。
由以上情況,根據(jù)第1實(shí)施方式,即便在模具主體大型化的情況下,也可以高效地制造抑制了脫模劑層的膜厚不均的輥狀模具。特別是,適宜制造脫模劑層的膜厚不均的影響容易顯著體現(xiàn)的在外周面具有納米級(jí)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的輥狀模具。
此外,以上說(shuō)明的第1實(shí)施方式中,一邊以脫模劑噴出噴嘴30與模具主體10的中心軸線平行地從第1端部10a移向第2端部10b的方式使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng),一邊從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,與此同時(shí),以在脫模劑噴出噴嘴30的行進(jìn)方向上配置在比脫模劑噴出噴嘴30靠后方的位置的氣體噴出噴嘴40跟隨脫模劑噴出噴嘴30的方式一邊使氣體噴出噴嘴40移動(dòng),一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面附著的脫模劑溶液噴出氣體。因此,在模具主體10的整個(gè)外周面上,接液時(shí)間的不均變少,可進(jìn)一步抑制脫模劑層的膜厚的不均。
進(jìn)而,以在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w為規(guī)定的寬度的方式從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,與此同時(shí),從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出規(guī)定寬度的氣體,從而可以緊接著脫模劑溶液的附著且以與脫模劑溶液附著相同的速度進(jìn)行脫模劑溶液的干燥。因此,在模具主體10的整個(gè)外周面上,接液時(shí)間的不均進(jìn)一步減少,可進(jìn)一步抑制脫模劑層的膜厚的不均。
此外,在以上說(shuō)明的第1實(shí)施方式中,在模具主體10的第1端部10a中,以不使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng)的狀態(tài)從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在第1端部10a的外周面及其附近的外周面,從脫模劑溶液的噴出開始經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后,使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng),從跟隨脫模劑噴出噴嘴30的氣體噴出噴嘴40向在第1端部10a的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。因此,可以使脫模劑溶液充分地附著在模具主體10的第1端部10a的外周面上,其結(jié)果,可以在模具主體10的第1端部10a與除此以外的區(qū)域之間減小脫模劑層的膜厚之差。
此外,在以上說(shuō)明的第1實(shí)施方式中,從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面的下半部噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在模具主體10的外周面,與此同時(shí),從在鉛垂方向上位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面附著且位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液噴出一定寬度的氣體。因此,不擔(dān)心從脫模劑噴出噴嘴30噴出的脫模劑溶液向下流淌、垂落到模具主體10的外周面的下半部的干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)、使脫模劑層的膜厚產(chǎn)生不均。
此外,在以上說(shuō)明的第1實(shí)施方式中,以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较虻姆绞綇臍怏w噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。因此,可以更高效地使模具主體10的外周面的脫模劑溶液干燥。
[第2實(shí)施方式]
(輥狀模具的制造裝置)
圖6為示出本發(fā)明的第2實(shí)施方式中使用的輥狀模具的制造裝置的俯視圖,圖7為從水平方向觀察圖6的制造裝置的主視圖,圖8為從模具主體的中心軸線方向觀察圖6的制造裝置的一部分的側(cè)視圖。
制造裝置2具備:旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20,其用于以輥狀的模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn);多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30(脫模劑噴出構(gòu)件),其與模具主體10分開配置,用于向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在模具主體10的外周面;氣體噴出噴嘴40(氣體噴出構(gòu)件),其與模具主體10分開配置,用于向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層;移動(dòng)機(jī)構(gòu)50,其用于使氣體噴出噴嘴40與模具主體10的中心軸線平行地移動(dòng);和控制構(gòu)件(省略圖示),其用于通過(guò)控制脫模劑溶液向多個(gè)脫模劑噴出構(gòu)件的供給,從而不使脫模劑溶液自脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出。
以下,對(duì)于與第1實(shí)施方式相同的構(gòu)成的構(gòu)件,賦予相同符號(hào)并省略詳細(xì)的說(shuō)明。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu):
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20為與第1實(shí)施方式相同構(gòu)成的構(gòu)件。
脫模劑噴出噴嘴:
脫模劑噴出噴嘴30自身為與第1實(shí)施方式相同的噴嘴。
其中,在第2實(shí)施方式中,對(duì)于多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30,在隔著模具主體10而與氣體噴出噴嘴40的相反側(cè)沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列并固定于噴嘴固定工具32。
此外,多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30以從脫模劑噴出噴嘴30噴出的脫模劑溶液在模具主體10的外周面的鉛垂方向的中央附著的方式配置。
需要說(shuō)明的是,圖示例中,脫模劑噴出噴嘴30以脫模劑溶液在模具主體10的外周面的鉛垂方向的中央附著的方式配置,但在本發(fā)明中,也可以以脫模劑溶液在模具主體10的外周面的上半部附著的方式配置,還可以以脫模劑溶液在模具主體10的外周面的下半部附著的方式配置。
此外,圖示例中,脫模劑噴出噴嘴30的個(gè)數(shù)為4個(gè),但在本發(fā)明中,根據(jù)模具主體10的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度等適宜地設(shè)定脫模劑噴出噴嘴30的個(gè)數(shù)即可。
此外,圖示例中,脫模劑噴出構(gòu)件為沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30,但在本發(fā)明中,例如,也可以為具有與模具主體10的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度大致相同的狹縫的1個(gè)脫模劑噴出噴嘴。
氣體噴出噴嘴:
氣體噴出噴嘴40自身為與第1實(shí)施方式相同的噴嘴。
其中,在第2實(shí)施方式中,對(duì)于氣體噴出噴嘴40,配置在隔著模具主體10而與脫模劑噴出噴嘴30的相反側(cè)。
氣體噴出噴嘴40要配置的位置、自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向以及它們的優(yōu)選方式與第1實(shí)施方式相同。
移動(dòng)機(jī)構(gòu):
移動(dòng)機(jī)構(gòu)50具備:固定氣體噴出噴嘴40的噴嘴固定工具52;和使噴嘴固定工具52與模具主體10的中心軸線平行地移動(dòng)的直線導(dǎo)軌54。
對(duì)于移動(dòng)機(jī)構(gòu)50,脫模劑噴出噴嘴30不固定于噴嘴固定工具52,除此以外與第1實(shí)施方式相同。
控制構(gòu)件:
控制構(gòu)件(省略圖示)可以以通過(guò)控制脫模劑溶液向多個(gè)脫模劑噴出構(gòu)件的供給、從而不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出的方式工作。即,控制構(gòu)件可以以如下方式工作:使脫模劑溶液從沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面一齊噴出之后,從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面附著的脫模劑溶液噴出氣體的期間以及脫模劑溶液的干燥結(jié)束之后,不使脫模劑溶液從多個(gè)脫模劑噴出噴嘴3向模具主體10的外周面噴出。
控制構(gòu)件的構(gòu)成除處理部的功能以外與第1實(shí)施方式相同。
(模具的制造方法)
以下,一邊參照附圖,一邊對(duì)使用制造裝置2的本發(fā)明的第2實(shí)施方式所述的模具的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的第2實(shí)施方式所述的模具的制造方法具有下述的附著步驟(S1)、和下述的干燥步驟(S2)。
(S1)一邊在以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊使脫模劑溶液從與模具主體10分開配置的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面一齊噴出、供給,使脫模劑溶液附著于模具主體10的整個(gè)外周面的步驟。
(S2)一邊在以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊從與模具主體10分開配置的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層的步驟。
在第2實(shí)施方式中,首先進(jìn)行附著步驟(S1)、接著進(jìn)行干燥步驟(S2)。
優(yōu)選在干燥步驟(S2)的期間以及終止之后,不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出、即不進(jìn)行脫模劑溶液的二次涂布。
以下,對(duì)于操作以及優(yōu)選方式與第1實(shí)施方式相同的情況省略詳細(xì)的說(shuō)明。
附著步驟(S1)、干燥步驟(S2):
(i)制造納米壓印法中所使用的輥狀模具時(shí),各步驟優(yōu)選在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行。
(ii)以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式用主軸側(cè)保持工具21和尾側(cè)保持工具22保持模具主體10。
(iii)利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20,以模具主體10的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn)。模具主體10的旋轉(zhuǎn)持續(xù)至脫模劑層的形成完全結(jié)束。
(iv)使脫模劑溶液從沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面一齊噴出、供給,使脫模劑溶液附著于模具主體10的整個(gè)外周面。
需要說(shuō)明的是,圖示例中,使脫模劑溶液從沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30一齊噴出,但在本發(fā)明中,例如,也可以使脫模劑溶液從具有與模具主體10的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度大致相同的狹縫的1個(gè)脫模劑噴出噴嘴噴出。
(v)一邊以氣體噴出噴嘴40沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向從模具主體10的第1端部10a移向第2端部10b的方式使氣體噴出噴嘴40移動(dòng),一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。
(vi)在第2實(shí)施方式中,優(yōu)選不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出。即,優(yōu)選的是,使脫模劑溶液從沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面一齊噴出之后,從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體的期間以及脫模劑溶液的干燥結(jié)束之后,不使脫模劑溶液從多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出。
(作用機(jī)理)
在以上說(shuō)明的第2實(shí)施方式中,一邊使模具主體10旋轉(zhuǎn)、一邊從脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體10的外周面,因此與將脫模劑溶液直接涂布到模具主體的外周面的情況相比,不易產(chǎn)生條紋狀的涂布不均。
此外,一邊使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,因此與將模具主體浸漬到脫模劑溶液中并以超慢速度取出的情況相比,可以在短時(shí)間內(nèi)去除過(guò)量附著的脫模劑溶液。此外,噴出氣體,去除過(guò)量地附著的脫模劑溶液,從而可以使脫模劑溶液的膜厚均勻,進(jìn)而,也可以去除條紋狀的涂布不均、液體流掛等。
此外,在以模具主體10的中心軸線為除鉛垂方向以外的方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下,以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),因此與將模具主體10的中心軸線設(shè)為鉛垂方向的情況相比,不易使脫模劑層的膜厚在模具主體10的第1端部10a側(cè)與第2端部10b側(cè)之間產(chǎn)生不均。此外,通過(guò)使模具主體10以上述的姿勢(shì)旋轉(zhuǎn),從而不易產(chǎn)生由液體流掛導(dǎo)致的涂布不均,此外,制造大型的輥狀模具時(shí)的設(shè)備設(shè)計(jì)是比較容易的。
此外,不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出,因此不會(huì)產(chǎn)生由二次涂布導(dǎo)致的脫模劑層的膜厚不均。
由以上情況,根據(jù)第2實(shí)施方式,即便在模具主體大型化的情況下,也可以高效地制造抑制了脫模劑層的膜厚不均的輥狀模具。特別是,適宜制造脫模劑層的膜厚不均的影響容易顯著體現(xiàn)的在外周面具有納米級(jí)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的輥狀模具。
此外,以上說(shuō)明的第2實(shí)施方式中,不需要使脫模劑噴出噴嘴30移動(dòng),因此能夠減少制造裝置2的可動(dòng)部分,可以使裝置的構(gòu)成簡(jiǎn)便。
此外,以上說(shuō)明的第2實(shí)施方式中,一邊以氣體噴出噴嘴40沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向從第1端部10a移向第2端部10b的方式使氣體噴出噴嘴40移動(dòng),一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。因此,在模具主體10的整個(gè)外周面上,可進(jìn)一步抑制脫模劑層的膜厚不均。
此外,以上說(shuō)明的第2實(shí)施方式中,從位于比脫模劑噴出噴嘴30高的位置的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著且位于模具主體10的外周面的上半部的脫模劑溶液噴出一定寬度的氣體。因此,在供給氣體使其干燥的區(qū)域,可以抑制脫模劑溶液飛濺/流掛而產(chǎn)生膜厚不均。
此外,在以上說(shuō)明的第2實(shí)施方式中,以自氣體噴出噴嘴40噴出氣體的噴出方向相對(duì)于模具主體10的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄喾吹姆较虻姆绞剑瑥臍怏w噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。因此,可以更高效地使模具主體10的外周面的脫模劑溶液干燥。
[第3實(shí)施方式]
(輥狀模具的制造裝置)
在第3實(shí)施方式中,除控制構(gòu)件以外使用與第2實(shí)施方式的制造裝置2相同的裝置。
控制構(gòu)件:
控制構(gòu)件(省略圖示)可以以通過(guò)控制脫模劑溶液向多個(gè)脫模劑噴出構(gòu)件的供給、從而不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出的方式工作。即,控制構(gòu)件可以以如下方式工作:自沿著模具主體的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30之中的靠模具主體10的第1端部10a側(cè)的脫模劑噴出噴嘴30起按照順序向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,但不使脫模劑溶液從與干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)相對(duì)應(yīng)的脫模劑噴出噴嘴30噴出。
控制構(gòu)件的構(gòu)成除處理部的功能以外與第2實(shí)施方式相同。
(模具的制造方法)
以下,一邊參照附圖,一邊對(duì)使用制造裝置2的本發(fā)明的第3實(shí)施方式所述的模具的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
本發(fā)明的第3實(shí)施方式所述的模具的制造方法具有下述的附著步驟(S1)、和下述的干燥步驟(S2)。
(S1)一邊在以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊自與模具主體1分開配置的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30之中的靠模具主體10的第1端部10a側(cè)的脫模劑噴出噴嘴30起按照順序階段性地向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著于模具主體10的整個(gè)外周面的步驟。
(S2)一邊在以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式保持著模具主體10的狀態(tài)下以中心軸線作為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn),一邊從與模具主體10分開配置的氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,使脫模劑溶液干燥,形成脫模劑層的步驟。
在第3實(shí)施方式中交替進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)。
其中,優(yōu)選在交替地進(jìn)行附著步驟(S1)和干燥步驟(S2)時(shí),不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出、即不進(jìn)行脫模劑溶液的二次涂布。
以下,對(duì)于操作以及優(yōu)選方式與第1實(shí)施方式以及第2實(shí)施方式相同的情況,省略詳細(xì)的說(shuō)明。
附著步驟(S1)、干燥步驟(S2):
(i)制造納米壓印法中所使用的輥狀模具時(shí),各步驟優(yōu)選在無(wú)塵環(huán)境下進(jìn)行。
(ii)以模具主體10的中心軸線為水平方向的方式用主軸側(cè)保持工具21和尾側(cè)保持工具22保持模具主體10。
(iii)利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)20,以模具主體10的中心軸線為旋轉(zhuǎn)軸線使模具主體10旋轉(zhuǎn)。模具主體10的旋轉(zhuǎn)持續(xù)至脫模劑層的形成完全結(jié)束。
(iv)自沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30之中的從模具主體10的第1端部10a側(cè)起算的第1個(gè)脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在模具主體10的外周面。
(v)使氣體噴出噴嘴40沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向向在模具主體10的外周面上附著了脫模劑溶液的部分移動(dòng),從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。
(vi)接著,從在模具主體10的第2端部10b側(cè)與進(jìn)行前次噴出的脫模劑噴出噴嘴30相鄰的脫模劑噴出噴嘴30向模具主體10的外周面噴出、供給脫模劑溶液,使脫模劑溶液附著在模具主體10的外周面。
(vii)使氣體噴出噴嘴40沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向向在模具主體10的外周面上附著了脫模劑溶液的部分移動(dòng),從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體。
重復(fù)(vi)、(vii)的操作,從而可以在模具主體10的整個(gè)外周面上形成脫模劑層。
需要說(shuō)明的是,圖示例中,從沿著模具主體10的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30按照順序噴出脫模劑溶液,但在本發(fā)明中,例如,也可以從具有與模具主體10的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度大致相同的狹縫的1個(gè)脫模劑噴出噴嘴局部地噴出脫模劑溶液。
(viii)在第3實(shí)施方式中,優(yōu)選不使脫模劑溶液從脫模劑噴出噴嘴30向干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)噴出。即,優(yōu)選的是,一邊自沿著模具主體的長(zhǎng)度方向等間距地排列的多個(gè)脫模劑噴出噴嘴30之中模具主體10的第1端部10a側(cè)的脫模劑噴出噴嘴30起按照順序向模具主體10的外周面噴出脫模劑溶液,使脫模劑溶液階段性地附著在模具主體10的外周面,一邊從氣體噴出噴嘴40向在模具主體10的外周面上附著的脫模劑溶液噴出氣體,但不從與干燥結(jié)束的區(qū)域(脫模劑層)相對(duì)應(yīng)的脫模劑噴出噴嘴30噴出脫模劑溶液。
(作用機(jī)理)
以上說(shuō)明的第3實(shí)施方式中,由于與上述的第2實(shí)施方式同樣的作用機(jī)理,可以發(fā)揮與第2實(shí)施方式同樣的效果。
(其它的實(shí)施方式)
本發(fā)明并不限于第1實(shí)施方式、第2實(shí)施方式以及第3實(shí)施方式,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)即便施加各種變更也沒(méi)有關(guān)系。
<輥狀模具的用途>
對(duì)于由本發(fā)明的制造方法得到的輥狀模具,例如,用于基于納米壓印法在物品的表面形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu);在物品的表面形成壓花;在記錄介質(zhì)的表面形成存儲(chǔ)單元等。
對(duì)于由本發(fā)明的制造方法得到的輥狀模具,脫模劑層的膜厚的不均較少,因此將輥狀模具的外周面的形狀轉(zhuǎn)印到物品的表面時(shí),物品的表面形狀不易產(chǎn)生不均,得到外觀、性能良好的物品。
特別是,對(duì)于在外周面具有納米級(jí)的微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的輥狀模具,適宜作為脫模劑層的膜厚不均的影響容易顯著體現(xiàn)的納米壓印用的輥狀模具。
<在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法>
接著,參照?qǐng)D9,對(duì)于本發(fā)明的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中,作為本發(fā)明的制造方法,列舉出使用如圖9所示的薄膜的制造裝置60制造薄膜80作為在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的例子來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。即,根據(jù)本發(fā)明的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法而得到的物品例如為薄膜狀的物品。
圖9中示出的例子的薄膜的制造裝置60具備如下構(gòu)件而大致構(gòu)成:輥狀模具(模具主體)61,其利用上述的模具的制造方法而制造且在表面形成有平均周期為400nm以下的多個(gè)微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu);樹脂供給構(gòu)件62,其用于向連續(xù)搬送到輥狀模具61的薄膜狀支撐體81與輥狀模具61之間供給活性能量射線固化性樹脂組合物(以下,有時(shí)簡(jiǎn)稱為“樹脂組合物”);夾輥64,其用于夾持薄膜狀支撐體81以及供給到該薄膜狀支撐體81上的樹脂組合物;活性能量射線照射裝置65,其設(shè)置在輥狀模具61的下方;和剝離輥66,其用于從輥狀模具61剝離薄膜80,所述薄膜80在薄膜狀支撐體81的表面形成有轉(zhuǎn)印了輥狀模具61的表面結(jié)構(gòu)而得的固化樹脂層。
并且,通過(guò)使用薄膜的制造裝置60,從而轉(zhuǎn)印輥狀模具61的表面結(jié)構(gòu),從而可以制造在表面具有相鄰?fù)共康钠骄g距為400nm以下的多個(gè)凸部的薄膜80。
樹脂供給構(gòu)件62為將樹脂組合物供給到薄膜狀支撐體81與輥狀模具61之間的構(gòu)件,具備儲(chǔ)藏樹脂組合物的罐62a、噴出樹脂組合物的分配器62b、連結(jié)罐62a以及分配器62b的配管62c、和向罐62a內(nèi)供給空氣并從罐62a送出樹脂組合物的泵62d。此外,泵62d中,具備可以將向罐62a內(nèi)供給的空氣控制在規(guī)定的溫度的調(diào)溫構(gòu)件(省略圖示)。其中,為了能夠?qū)⒃诠?2a內(nèi)所儲(chǔ)藏的樹脂組合物保持在規(guī)定的溫度,在罐62的內(nèi)部具備上述的調(diào)溫構(gòu)件也沒(méi)有關(guān)系。
在本發(fā)明中,以能與輥狀模具61的中心軸線方向平行地移動(dòng)的方式保持著分配器62b。此外,通過(guò)調(diào)整從泵62d向罐62a內(nèi)供給的空氣量,從而可以調(diào)整從分配器62b供給的樹脂組合物的量。
對(duì)于輥狀模具61,在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu),在固化樹脂層形成與上述的凹凸結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的形狀。輥狀模具61可使用至少其外表面例如為鋁、鈦等的金屬制的模具、或有機(jī)硅樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、ABS樹脂、氟樹脂、聚甲基戊烯樹脂等合成樹脂制的模具、或由Ni電鑄法制作等的模具。輥狀模具61從耐熱性、強(qiáng)度等觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選使用金屬制模具,從在表面形成微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)出發(fā)進(jìn)一步優(yōu)選使用鋁制模具。此外,作為輥狀模具,也可以使用在圓筒狀輥的外周面卷繞固定形成有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的薄膜狀的構(gòu)件而成的模具。
輥狀模具61中,在內(nèi)部形成有供調(diào)溫介質(zhì)流通的流路,可以供給期望溫度的調(diào)溫介質(zhì)。使調(diào)溫介質(zhì)在形成于輥狀模具61內(nèi)的調(diào)溫介質(zhì)流路中流通,從而可以將輥狀模具61的外周面的溫度調(diào)整到期望的范圍內(nèi)。
在薄膜狀支撐體62的外側(cè)(與輥狀模具61側(cè)相反的一側(cè))設(shè)置有用于使所供給的樹脂組合物的厚度均勻的夾輥64。作為夾輥64例如使用金屬制輥、橡膠制輥等。此外,為了使樹脂組合物的厚度均勻,對(duì)于夾輥64的圓度、表面粗糙度等,優(yōu)選以高精度進(jìn)行過(guò)加工,使用橡膠制輥的情況下,優(yōu)選是橡膠硬度為40度以上的高硬度的輥。
該夾輥64需要準(zhǔn)確地調(diào)整樹脂組合物的厚度,進(jìn)行如下壓力施加操作:利用壓力調(diào)整機(jī)構(gòu)(省略圖示)將夾輥64朝向輥狀模具61的方向進(jìn)行按壓。作為該壓力調(diào)整機(jī)構(gòu),例如,可以使用液壓缸、空壓缸、各種螺旋機(jī)構(gòu)等,但從機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)便性等觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選使用空壓缸。
在夾輥64的內(nèi)部形成有能在內(nèi)部流通調(diào)溫介質(zhì)的流路,可以供給期望溫度的調(diào)溫介質(zhì)。通過(guò)使調(diào)溫介質(zhì)在形成于夾輥64內(nèi)的調(diào)溫介質(zhì)流路中流通,從而可以將夾輥64的外周面的溫度調(diào)整到期望的范圍內(nèi)。
作為活性能量射線照射裝置65,例如,可以列舉出高壓汞燈、金屬鹵化物燈等。
使用圖9中示出的薄膜的制造裝置60,制造薄膜80的情況下,例如,可以通過(guò)以下的步驟進(jìn)行。
首先,從樹脂供給構(gòu)件62向連續(xù)搬送到輥狀模具61的薄膜狀支撐體81與輥狀模具61之間供給樹脂組合物。此時(shí),所供給的樹脂組合物在薄膜狀支撐體81與輥狀模具61之間形成樹脂存積63。
在此,存在由于樹脂組合物的溫度變化所導(dǎo)致的粘度變化等而使樹脂存積63的寬度發(fā)生變化的情況,因此優(yōu)選將樹脂組合物的溫度變化抑制為最小限度。在本發(fā)明中,優(yōu)選在罐62a、分配器62b、配管62c的周圍安裝例如溫水夾套、保溫保冷材料等,來(lái)抑制樹脂組合物的溫度變化。進(jìn)而,對(duì)于由泵62d供給的空氣,由于會(huì)成為使樹脂組合物的溫度變化的主要因素,因此也進(jìn)一步優(yōu)選使用泵62d的調(diào)溫構(gòu)件,來(lái)調(diào)節(jié)向罐62a供給的空氣的溫度。由此,可以抑制由于向罐62a內(nèi)供給的空氣溫度變動(dòng)而導(dǎo)致的樹脂組合物的溫度變化。
由此,在制造薄膜80的工序中,抑制樹脂溫度變化,從而可以抑制樹脂存積63的寬度和/或位置的變化。
在罐62a的內(nèi)部所保持的樹脂組合物的溫度優(yōu)選保持在20~80℃的范圍,更優(yōu)選設(shè)為30~60℃。此外,向罐62a內(nèi)的空氣供給的溫度優(yōu)選保持在20~80℃的范圍、更優(yōu)選設(shè)為30~60℃。樹脂組合物的溫度為20℃以下時(shí),樹脂組合物的粘性變高,有時(shí)難以將樹脂存積63調(diào)整到規(guī)定的寬度。另一方面,樹脂組合物的溫度為80℃以上時(shí),樹脂組合物揮發(fā)、或樹脂組合物的粘性變得過(guò)低,因此有時(shí)難以將樹脂存積63調(diào)整到規(guī)定的的寬度。
關(guān)于在罐62a內(nèi)所保持的樹脂組合物的溫度與向罐62a內(nèi)供給的空氣的溫度,優(yōu)選其差在±5℃以內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選為同一溫度。
此外,對(duì)于從樹脂供給構(gòu)件62供給的樹脂組合物,存在在樹脂存積63處由于輥狀模具61以及夾輥64的影響而溫度變化、樹脂存積63的寬度和/或位置變化的情況。在本發(fā)明中,在輥狀模具61以及夾輥64的內(nèi)部形成有供給調(diào)溫介質(zhì)的通路,由此,可以控制輥狀模具61以及夾輥64的表面溫度。由此,控制由于輥狀模具61以及夾輥64的影響導(dǎo)致樹脂組合物的溫度變化的情況,可以抑制樹脂存積63的寬度和/或位置的變化。此時(shí),輥狀模具61的外周面的溫度優(yōu)選設(shè)為20℃~80℃的范圍、更優(yōu)選設(shè)為30℃~60℃。輥狀模具61的外周面的溫度為20℃以下時(shí),存在樹脂組合物的粘性變高、難以將樹脂存積63調(diào)整到規(guī)定的寬度的情況。此外,輥狀模具61的外周面的溫度為80℃以上時(shí),存在樹脂組合物揮發(fā)、或樹脂組合物的粘性變得過(guò)低、難以將樹脂存積63調(diào)整到規(guī)定的寬度的情況。
此外,夾輥64的外周面的溫度優(yōu)選設(shè)為20℃~80℃的范圍、更優(yōu)選設(shè)為30℃~60℃。夾輥的外周面的溫度為20℃以下時(shí),存在樹脂組合物的粘性變高、難以將樹脂存積63調(diào)整到規(guī)定的寬度的情況。此外,夾輥的外周面的溫度為80℃以上時(shí),存在樹脂組合物揮發(fā)、或樹脂組合物的粘性變得過(guò)低、難以將樹脂存積63調(diào)整到規(guī)定的寬度的情況。
進(jìn)而,關(guān)于輥狀模具61的外周面的溫度與夾輥64的外周面的溫度,優(yōu)選其差為±3℃以內(nèi),進(jìn)一步優(yōu)選為同一溫度。此外,輥狀模具61以及夾輥64優(yōu)選與從樹脂供給構(gòu)件62供給的樹脂組合物為同一溫度。
需要說(shuō)明的是,輥狀模具61存在由于樹脂組合物的聚合熱、源自活性能量射線照射裝置65的輻射熱而使其溫度慢慢地上升的傾向。因此,為了控制輥狀模具61的溫度,優(yōu)選將冷卻用調(diào)溫介質(zhì)向輥狀模具61內(nèi)部供給,來(lái)進(jìn)行輥狀模具61的冷卻。另一方面,夾輥64與制造氣氛的溫度大致相同的情況較多,因此與樹脂組合物的溫度相比夾輥64的表面溫度變低的情況較多。因此,為了控制夾輥64的溫度,優(yōu)選將加熱用調(diào)溫介質(zhì)向夾輥64內(nèi)部供給,來(lái)對(duì)夾輥64進(jìn)行加熱。
接著,在輥狀模具61與夾輥64之間,夾持薄膜狀支撐體81以及樹脂組合物,在薄膜狀支撐體81與輥狀模具61之間使固化性樹脂組合物均勻地行進(jìn)。與此同時(shí),在輥狀模具61的表面形成有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的情況下,在該微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的凹部?jī)?nèi)填充固化性樹脂組合物。此時(shí),固化性樹脂組合物還附著在輥狀模具61的表面上的除凹部以外的部分。
并且,從在輥狀模具61的下方所設(shè)置的活性能量射線照射裝置65透過(guò)薄膜狀支撐體81而對(duì)固化性樹脂組合物照射例如紫外線等活性能量射線,使固化性樹脂組合物固化,從而形成轉(zhuǎn)印有輥狀模具61的表面結(jié)構(gòu)的固化樹脂層68。
接著,利用剝離輥66,將在表面形成有固化樹脂層68的薄膜80從輥狀模具61剝離。
需要說(shuō)明的是,本發(fā)明的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法不限定于上述的方法。例如,也可以將樹脂組合物向薄膜狀支撐體62上、輥狀模具61上供給,在輥狀模具61與薄膜狀支撐體62之間形成樹脂存積63,從而形成固化樹脂層68。
[樹脂組合物]
本發(fā)明的在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的物品的制造方法中使用的樹脂組合物至少包含聚合性化合物和聚合引發(fā)劑。
(聚合性化合物)
作為樹脂組合物中所含的聚合性化合物,可以列舉出在分子中具有自由基聚合性鍵和/或陽(yáng)離子聚合性鍵的單體、低聚物、反應(yīng)性聚合物等。
作為具有自由基聚合性鍵的單體,可以列舉出單官能單體、多官能單體。作為單官能單體,例如,可以列舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯等(甲基)丙烯酸酯衍生物;(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯腈;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物;(甲基)丙烯酰胺、N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、二甲基氨基丙基(甲基)丙烯酰胺等(甲基)丙烯酰胺衍生物等。它們可以單獨(dú)使用1種、也可以并用2種以上。
作為多官能單體,例如,可以列舉出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、異氰脲酸環(huán)氧乙烷改性二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙(4-(甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)苯基)丙烷、1,2-雙(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)乙烷、1,4-雙(3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羥基丙氧基)丁烷、二羥甲基三環(huán)癸烷二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的環(huán)氧乙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A的環(huán)氧丙烷加成物二(甲基)丙烯酸酯、羥基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、亞甲基雙丙烯酰胺等二官能性單體;季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧丙烷改性三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷環(huán)氧乙烷改性三丙烯酸酯、異氰脲酸環(huán)氧乙烷改性三(甲基)丙烯酸酯等三官能單體;琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙烯酸的縮合反應(yīng)混合物、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯等四官能以上的單體;二官能以上的氨基甲酸酯丙烯酸酯、二官能以上的聚酯丙烯酸酯等。它們可以單獨(dú)使用1種、也可以并用2種以上。
作為具有陽(yáng)離子聚合性鍵的單體,例如,可以列舉出具有環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁基、噁唑基、乙烯氧基等的單體,特別優(yōu)選具有環(huán)氧基的單體。
作為低聚物或者反應(yīng)性聚合物,例如,可以列舉出不飽和二羧酸與多元醇的縮合物等不飽和聚酯類;聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、多元醇(甲基)丙烯酸酯、環(huán)氧(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、陽(yáng)離子聚合型環(huán)氧化合物、側(cè)鏈具有自由基聚合性鍵的上述單體的均聚物或者共聚物等。
(聚合引發(fā)劑)
利用光固化反應(yīng)時(shí),作為光聚合引發(fā)劑,例如,可以列舉出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚、苯偶酰、二苯甲酮、對(duì)甲氧基二苯甲酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、α,α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮、苯甲酰甲酸甲酯、苯甲酰甲酸乙酯、4,4’-雙(二甲氨基)二苯甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮等羰基化合物;一硫化四甲基秋蘭姆、二硫化四甲基秋蘭姆等硫化合物;2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、苯甲酰二乙氧基氧化膦等。它們可以單獨(dú)使用1種也可以并用2種以上。
利用電子射線固化反應(yīng)時(shí),作為聚合引發(fā)劑,例如,可以列舉出二苯甲酮、4,4-雙(二乙氨基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、鄰苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、叔丁基蒽醌、2-乙基蒽醌、2,4-二乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮等噻噸酮;二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基縮酮、1-羥基環(huán)己基-苯基甲酮、2-甲基-2-嗎啉代(4-甲硫基苯基)丙烷-1-酮、2-芐基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉代苯基)-丁酮等苯乙酮;苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚等苯偶姻醚;2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、雙(2,6-二甲氧基苯甲酰)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、雙(2,4,6-三甲基苯甲酰)-苯基氧化膦等酰基氧化膦;苯甲酰甲酸甲酯、1,7-二吖啶基庚烷、9-苯基吖啶等。它們可以單獨(dú)使用1種也可以并用2種以上。
需要說(shuō)明的是,利用熱固化反應(yīng)代替上述的使用活性能量射線的光固化反應(yīng)的情況下,例如,將上述的活性能量射線照射裝置65替換為紅外線照射裝置等的基礎(chǔ)上,作為樹脂組合物,可以采用含有以下例示的熱聚合引發(fā)劑的構(gòu)成。此外,例如,在輥狀模具61的內(nèi)部設(shè)置可以控制輥狀模具61的表面溫度的加熱器等而不使用上述的活性能量射線照射裝置65等的基礎(chǔ)上,作為樹脂組合物,也可以采用含有以下例示的熱聚合引發(fā)劑的構(gòu)成。
利用熱固化反應(yīng)的情況,作為熱聚合引發(fā)劑,例如,可以列舉出甲基乙基酮過(guò)氧化物、過(guò)氧化苯甲酰、二枯基過(guò)氧化物、叔丁基過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫異丙苯、過(guò)氧化辛酸叔丁酯、過(guò)氧化苯甲酸叔丁酯、過(guò)氧化月桂酰等有機(jī)過(guò)氧化物;偶氮二異丁腈等偶氮系化合物;將前述有機(jī)過(guò)氧化物與N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基對(duì)甲苯胺等胺組合而成的氧化還原聚合引發(fā)劑等。
聚合引發(fā)劑的量相對(duì)于100質(zhì)量份聚合性化合物優(yōu)選為0.1~10質(zhì)量份。聚合引發(fā)劑的量不足0.1質(zhì)量份時(shí),難以進(jìn)行聚合。聚合引發(fā)劑的量超過(guò)10質(zhì)量份時(shí),存在固化樹脂層著色、或機(jī)械強(qiáng)度降低的情況。
(其它的成分)
對(duì)于樹脂組合物,根據(jù)需要,還可以含有非反應(yīng)性的聚合物、活性能量射線溶膠凝膠反應(yīng)性組合物、抗靜電劑、用于提高防污性的氟化合物等添加劑、微粒、少量的溶劑。
作為非反應(yīng)性的聚合物,例如,可以列舉出丙烯酸類樹脂、苯乙烯系樹脂、聚氨酯、纖維素系樹脂、聚乙烯醇縮丁醛、聚酯、熱塑性彈性體等。作為活性能量射線溶膠凝膠反應(yīng)性組合物,例如,可以列舉出烷氧基硅烷化合物、硅酸烷基酯化合物等。
作為烷氧基硅烷化合物,可以列舉出四甲氧基硅烷、四異丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四仲丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、甲基三丁氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三甲基甲氧基硅烷、三甲基丙氧基硅烷、三甲基丁氧基硅烷等。作為硅酸烷基酯化合物,可以列舉出硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸異丙酯、硅酸正丙酯、硅酸正丁酯、硅酸正戊酯、乙?;杷狨サ?。
(內(nèi)部脫模劑)
樹脂組合物中優(yōu)選包含內(nèi)部脫模劑。由此提高輥狀模具61與固化樹脂層68的脫模性,因此容易從輥狀模具61剝離薄膜80。
作為內(nèi)部脫模劑,例如,可以列舉出含氟化合物、有機(jī)硅系化合物、磷酸酯系化合物、具有長(zhǎng)鏈烷基的化合物、具有聚氧亞烷基的化合物、固體石蠟(聚乙烯蠟、酰胺蠟、聚四氟乙烯的粉末等)等。上述組合物之中,從樹脂組合物的固化樹脂層與模具(輥狀模具)的脫模性良好的觀點(diǎn)出發(fā),作為內(nèi)部脫模劑優(yōu)選包含(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物。
作為(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物,從脫模性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選由下述(1)式表示的化合物。
(HO)3-n(O=)P[-O-(CH2CH2O)m-R1]n···(1)
其中,在上述(1)式中,R1為烷基、m為1~20的整數(shù)、n為1~3的整數(shù)。
作為上述(1)式中的R1,優(yōu)選碳數(shù)1~20的烷基、更優(yōu)選碳數(shù)3~18的烷基。此外,m更優(yōu)選為1~10的整數(shù)。(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物可以為單酯體(n=1)、二酯體(n=2)、三酯體(n=3)中的任一種。此外,在二酯體或者三酯體的情況下,1分子中的多個(gè)(聚)氧亞烷基烷基可以彼此不同。
作為(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物,可以使用市售品。例如,可以列舉出城北化學(xué)公司制的“JP-506H”;Axel corporation制的“Moldwiz INT-1856”(注冊(cè)商標(biāo));日光化學(xué)公司制的“TDP-10”、“TDP-8”、“TDP-6”、“TDP-2”、“DDP-10”、“DDP-8”、“DDP-6”、“DDP-4”、“DP-2”、“TLP-4”、“TCP-5”、“DLP-10”等。
此外,(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物可以單獨(dú)使用1種也可以并用2種以上。
(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物的量相對(duì)于100質(zhì)量份聚合性化合物優(yōu)選為0.01~1質(zhì)量份、更優(yōu)選為0.05~0.5質(zhì)量份、進(jìn)一步優(yōu)選為0.05~0.1質(zhì)量份。內(nèi)部脫模劑中的(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物的量若為1質(zhì)量份以下,則抑制薄膜狀支撐體81與固化樹脂層68的密合性的降低,其結(jié)果,抑制樹脂在輥狀模具61上的殘留。此外,內(nèi)部脫模劑的(聚)氧亞烷基烷基磷酸酯化合物的量若為0.01質(zhì)量份以上,則固化樹脂層68自輥狀模具61的脫模性變得足夠、抑制發(fā)生樹脂在輥狀模具61的表面上的殘留。
<薄膜狀支撐體>
在本發(fā)明中,透過(guò)薄膜狀支撐體81進(jìn)行活性能量射線的照射,因此作為薄膜狀支撐體81,優(yōu)選不顯著阻礙活性能量射線的照射的支撐體。作為薄膜狀支撐體81的材質(zhì),例如,可以列舉出聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚酯樹脂(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等)、丙烯酸類樹脂、纖維素系樹脂(三醋酸纖維素等)、聚烯烴、玻璃等。
實(shí)施例
以下,利用實(shí)施例具體地說(shuō)明本發(fā)明,但本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。
(細(xì)孔的平均間距以及深度)
削去陽(yáng)極氧化鋁的一部分,在截面蒸鍍鉑1分鐘,使用場(chǎng)發(fā)射型掃描電子顯微鏡(日本電子公司制、JSM-7400F)、在加速電壓3.00kV的條件下,觀察截面,測(cè)定細(xì)孔的間距以及細(xì)孔的深度。各測(cè)定分別對(duì)50處進(jìn)行,求出平均值。
(脫模層的膜厚不均)
使用日本特許第5049405號(hào)公報(bào)中記載的檢查裝置,取得了輥狀模具的外周面的圖像。根據(jù)所取得的圖像目視確認(rèn)脫模劑層的狀態(tài),以下述的基準(zhǔn)評(píng)測(cè)了脫模劑層的膜厚不均。
A:在輥狀模具的整個(gè)外周面幾乎未發(fā)生脫模劑層的膜厚不均。
B:在模具主體的第1端部與除此以外的區(qū)域之間產(chǎn)生脫模劑層的膜厚差。
C:在輥狀模具的外周面局部產(chǎn)生脫模劑層的膜厚不均。
D:在輥狀模具的整個(gè)外周面產(chǎn)生脫模劑層的膜厚不均。
(模具主體的制造)
作為鋁基材(純度99.99%),準(zhǔn)備包含長(zhǎng)度320mm、外徑200mm、內(nèi)徑155mm的軀干部、和從軀干部的兩端突出地設(shè)置的、長(zhǎng)度20mm、外徑190mm、內(nèi)徑155mm的小直徑部的中空輥狀的鋁基材。
在高氯酸/乙醇混合溶液(1/4體積比)中對(duì)鋁基材進(jìn)行了電解研磨。
工序(a):
對(duì)于進(jìn)行了電解研磨的鋁基材,在0.3M草酸水溶液中,在直流40V、溫度16℃的條件下進(jìn)行了6小時(shí)陽(yáng)極氧化。
工序(b):
將形成有氧化皮膜的鋁基材在6質(zhì)量%磷酸/1.8質(zhì)量%鉻酸混合水溶液中浸漬3小時(shí),去除了氧化皮膜。
工序(c):
對(duì)于去除了氧化皮膜的鋁基材,在0.3M草酸水溶液中、在直流40V、溫度16℃的條件下進(jìn)行了30秒鐘陽(yáng)極氧化。
工序(d):
將形成有氧化皮膜的鋁基材在32℃的5質(zhì)量%磷酸水溶液中浸漬8分鐘,進(jìn)行了細(xì)孔孔徑擴(kuò)大處理。
工序(e):
對(duì)于進(jìn)行了細(xì)孔孔徑擴(kuò)大處理的鋁基材,在0.3M草酸水溶液中、在直流40V、溫度16℃的條件下進(jìn)行了30秒鐘陽(yáng)極氧化。
工序(f):
重復(fù)總計(jì)4次工序(d)和工序(e),在最后進(jìn)行1次工序(d),得到在外周面形成有具有平均間距:100nm、深度:240nm的大致圓錐形狀的細(xì)孔的陽(yáng)極氧化鋁的模具主體。
對(duì)于所得到的模具主體,使用噴淋輕輕沖洗在表面附著的磷酸水溶液之后,將模具主體在流水中浸漬10分鐘并清洗。
清洗模具主體之后,使用氣體,使在表面附著的水分飛散、干燥。
[實(shí)施例1]
準(zhǔn)備了圖2~圖4中示出的制造裝置1。其中,脫模劑噴出噴嘴30以及氣體噴出噴嘴40各準(zhǔn)備2個(gè),從模具主體10的第1端部10a側(cè)向第2端部10b側(cè)按照第1氣體噴出噴嘴、第2氣體噴出噴嘴、第1脫模劑噴出噴嘴、第2脫模劑噴出噴嘴的順序排列,將它們固定在噴嘴固定工具52上。
在下述條件下,實(shí)施上述的第1實(shí)施方式中的制造方法,得到輥狀模具。在表1中示出結(jié)果。
(條件)
·模具主體的中心軸線的方向:水平方向(0度)。
·模具主體與脫模劑噴出噴嘴之間的距離:75mm。
·模具主體與氣體噴出噴嘴之間的距離:8mm。
·第1脫模劑噴出噴嘴與第2脫模劑噴出噴嘴之間的距離:45mm。
·第1脫模劑噴出噴嘴與第2氣體噴出噴嘴之間的距離:60mm。
·第1氣體噴出噴嘴與第2氣體噴出噴嘴之間的距離:70mm。
·脫模劑噴出噴嘴的移動(dòng)速度:1mm/秒。
·氣體噴出噴嘴的移動(dòng)速度:1mm/秒。
·模具主體的轉(zhuǎn)速:20rpm。
·模具主體的旋轉(zhuǎn)方向:與氣體噴出噴嘴的氣體噴出方向相反的方向。
·氣體的噴出寬度:90mm。
·氣體的壓力:0.4MPa。
·氣體的噴出方向與模具主體的中心軸線所成的角度θ:45度。
·氣體的種類:空氣。
·脫模劑溶液的噴出流量:600mL/分鐘。
·脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度w:在表1中示出。
·初始保持時(shí)間:在表1中示出。
·接液時(shí)間:90秒。
·脫模劑溶液:0.1質(zhì)量%磷酸酯溶液。
[實(shí)施例2~6]
改變了初始保持時(shí)間,除此以外與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行,得到輥狀模具。在表1中示出結(jié)果。
[表1]
根據(jù)第1實(shí)施方式中的制造方法制造輥狀模具,從而基本上可以抑制脫模劑層的膜厚不均。
此外,根據(jù)實(shí)施例3~6的結(jié)果,可知:為了抑制模具主體的第1端部的外周面的脫模劑層的膜厚不均,需要設(shè)定初始保持時(shí)間,對(duì)于脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度90mm,優(yōu)選將初始保持時(shí)間設(shè)為60秒以上。
需要說(shuō)明的是,實(shí)施例1~2的情況由于初始保持時(shí)間短,因此推測(cè)脫模劑層的膜厚在第1端部側(cè)與第2端部側(cè)之間產(chǎn)生了差異。
[實(shí)施例7]
準(zhǔn)備了圖6~圖8中示出的制造裝置2。
在下述條件下,實(shí)施上述的第2實(shí)施方式中的制造方法,得到輥狀模具。在表2中示出評(píng)測(cè)結(jié)果。
(條件)
·模具主體的中心軸線的方向:水平方向(0度)。
·模具主體與脫模劑噴出噴嘴的距離:30mm。
·模具主體與氣體噴出噴嘴之間的距離:8mm。
·氣體噴出噴嘴的移動(dòng)速度:5mm/秒。
·模具主體的轉(zhuǎn)速:20rpm。
·模具主體的旋轉(zhuǎn)方向:與氣體噴出噴嘴的氣體噴出方向相反的方向。
·氣體的噴出寬度:90mm。
·氣體的壓力:0.4MPa。
·氣體的噴出方向與模具主體的中心軸線所成的角度θ:45度。
·氣體的種類:空氣。
·接液時(shí)間:60秒。
·脫模劑溶液:0.1質(zhì)量%磷酸酯溶液。
[表2]
根據(jù)第2實(shí)施方式中的制造方法制造輥狀模具,從而基本上可以抑制脫模劑層的膜厚不均。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明的制造方法而得到的輥狀模具作為在納米壓印法中所使用的、在表面具有微細(xì)凹凸結(jié)構(gòu)的輥狀模具;壓花的形成中所使用的壓花輥:記錄介質(zhì)的存儲(chǔ)單元的形成中所使用的輥狀壓模等是有用的。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
1 制造裝置
2 制造裝置
10 模具主體
10a 第1端部
10b 第2端部
10c 圓周
12 鋁基材
14 細(xì)孔
16 氧化皮膜
18 細(xì)孔產(chǎn)生點(diǎn)
20 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(旋轉(zhuǎn)構(gòu)件)
21 主軸側(cè)保持工具
22 尾側(cè)保持工具
23 主軸側(cè)軸
24 尾側(cè)軸
25 軸支撐工具
26 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部
27 帶
30 脫模劑噴出噴嘴(脫模劑噴出構(gòu)件)
32 噴嘴固定工具
40 氣體噴出噴嘴(氣體噴出構(gòu)件)
50 移動(dòng)機(jī)構(gòu)(移動(dòng)構(gòu)件)
52 噴嘴固定工具
54 直線導(dǎo)軌
60 薄膜的制造裝置
61 輥狀模具
62 樹脂供給構(gòu)件
63 樹脂存積
64 夾輥
65 活性能量射線照射裝置
66 剝離輥
68 固化樹脂層
80 薄膜、
81 薄膜狀支撐體
w 脫模劑溶液的擴(kuò)展寬度
θ 角度