TWI396617B - 微細形狀轉印片之製法及製造裝置 - Google Patents

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Description

微細形狀轉印片之製法及製造裝置
本發明係有關於一種轉印微細形狀而在表面具有該微細的立體形狀之薄片的製造方法及製造裝置。
在樹脂薄片等表面成形微細的凹凸等立體形狀之方法，已知有一種方式(專利文獻1－2)，係藉由使已加熱之具有微細的凹凸之模具加熱樹脂薄片等，來使該凹凸立體形狀轉印至該樹脂薄片之方法。
但是，該方法在將微細形狀轉印成形至大面積樹脂薄片時，因為在轉印面之模具與被加工薄片之間咬入空氣，會有無法完全地轉印微細的立體形狀而造成轉印不良之問題。
該咬入空氣之問題係在被處理薄片狀基材厚度不均、或加壓板的平面性不均時產生。
為了解決此種問題，上述專利文獻2提案揭示一種方法及裝置，係在加壓板開始抵接時，使轉印板以對樹脂薄片突出的方式彎曲，然後藉由在該狀態加壓，邊從賦形面的中央附近排除空氣、邊使加壓板繼續接觸薄膜，來轉印微細形狀，具體上，該彎曲係藉由不同彈性的彈簧構件來實施。
但是，因為該方法係藉由不同彈性的彈簧來彎曲加壓板，即便藉由加壓機加壓而平坦化，由於突出部的壓力較高等，在賦形面會產生面壓分布，因此，在賦形面內之微細形狀的轉印精確度不同，結果仍然無法得到均勻的轉印精確度。這種情形特別是表面形狀越微細時越顯著，又，因為面壓分布不同，亦影響所得到加工完成的薄膜的厚度，乃是不佳。而且欲變形量變化時，每次都必須費時更換彈簧構件或其支撐器的位置，乃是不實際的。
[專利文獻1]特開平5－60920號公報[專利文獻2]特開2006－35573號公報
鑒於上述問題點，本發明的目的係提供一種微細形狀轉印片之製法及製造裝置，該微細形狀轉印片之製法係藉由加熱薄片狀基材及具備有微細凹凸形狀之模具，並使兩者藉由接觸、加壓，而將微細凹凸形狀賦形於薄片狀基材表面時，在轉印面不會產生因空氣被咬入模具與薄片狀基材之間所產生的轉印不良，而能夠將需要的微細凹凸形狀形成於表面。
為了達成上述目的，本發明的微細形狀轉印片之製法係藉由以下(1)構成。
(1)一種微細形狀轉印片之製法，其係加熱具備有薄片狀基材及微細凹凸形狀之模具，並使兩者藉由接觸、加壓，而將微細凹凸形狀賦形於薄片狀基材表面之微細形狀轉印片之製法，其特徵係改變賦形面(藉由以加壓前述薄片狀基材及模具的方式配置之一對加壓板或模具中之至少一者或其組合所構成)的平面性而進行賦形。
又，如此本發明的微細形狀轉印片之製法，更具體地，較佳是由以下(2)或(3)的構成所構成。
(2)如上述(1)之微細形狀轉印片之製法，其中在改變前述賦形面的平面性而進行賦形時，最初係從薄片狀基材的賦形面內的一點開始加壓，且改變賦形面的平面性來使加壓力往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低。
(3)如上述(1)或(2)之微細形狀轉印片之製法，其中在改變前述賦形面的平面性而進行賦形時，在賦形開始後，改變賦形面的平面性來使賦形面內的加壓力均勻。
又，為了達成上述的目的，本發明之另外的微細形狀轉印片之製法，其係由以下(4)的構成所構成之物。
(4)一種微細形狀轉印片之製法，其係藉由加熱具備有薄片狀基材及微細凹凸形狀之模具，並使該薄片狀基材與模具兩者接觸而加壓，來將微細凹凸形狀賦形於薄片狀基材表面之微細形狀轉印片之製法，其特徵係調整溫度，使自賦形面(藉由以加壓前述薄片狀基材及模具的方式配置之一對加壓板或模具中之至少一者或其組合所構成)內的一點，往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度來進行賦形。
又，此種本發明的微細形狀轉印片之製法，更具體地，係以由以下(5)或(6)的構成所構成為佳。
(5)如上述(4)之微細形狀轉印片之製法，其中進行調整溫度，使前述賦形面的平面性比在前述薄片狀基材的賦形面之厚度分布的最大值更大。
(6)如上述(4)或(5)之微細形狀轉印片之製法，其中在賦形時之前述模具與前述薄片狀基材接觸時點，前述賦形面的一點的溫度係以比前述賦形面的其他部位的溫度更高、且賦形開始後溫度差變小的方式來使其變化。
又，為了達成上述的目的，本發明的微細形狀轉印片的裝置，具有以下(7)的構成。
(7)一種微細形狀轉印片之製造裝置，係具備有薄片狀基材、具有微細凹凸形狀之模具、及用以加熱、加壓該薄片狀基材及該模具之手段之微細形狀轉印片之製造裝置，其特徵係賦予模具及/或一對加壓板溫度梯度，使自賦形面(藉由以加壓前述薄片狀基材及模具的方式配置之一對加壓板或模具中之至少一者或其組合所構成)內的一點，往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度。
又，此種本發明的微細形狀轉印片之製造裝置，以由以下(8)~(14)中任一項的構成所構成為佳。
(8)如(7)之微細形狀轉印片之製造裝置，其中在前述模具設置溫度調整手段，係賦予模具設置溫度梯度，使自模具的賦形面內的一點往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度。
(9)如(7)或(8)之微細形狀轉印片之製造裝置，其係具有加熱該加壓板或該模具之加熱源的功率密度在賦形面內的一點比在其他位置高的結構。
(10)如(7)~(9)中任一項之微細形狀轉印片之製造裝置，其係具有使用電阻加熱式加熱器做為加熱該加壓板或該模具之加熱手段、且設置在加壓板或模具之加熱器配線的密度在賦形面內的一點比在其他位置高的結構。
(11)如(7)~(10)中任一項之微細形狀轉印片之製造裝置，其係具有使用熱媒做為加熱該加壓板或該模具之加熱手段、且設置在加壓板或模具之熱媒流路的密度在賦形面內的一點比在其他位置高的結構。
(12)如(7)~(11)中任一項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中設置有用以使前述加壓板或前述模具在其賦形面內於廣範圍上升溫度之加熱手段、及用以使任意點上升溫度之獨立的加熱手段之2種系統。
(13)如(7)~(12)中任一項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中設置有用以使前述加壓板或前述模具在其賦形面內於廣範圍上升溫度之加熱手段、及用以使賦形面的周邊部下降溫度之獨立的冷卻手段之2種系統。
(14)如(7)~(13)中任一項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中設置有前述薄片狀基材的厚度測定手段，與用以發送來自該厚度測定手段的信號來控制前述加熱手段、及冷卻手段之發信手段。
依照本發明方法、裝置時，具有使模具及/或加壓板本身具有控制平面性(賦形面的平面性)之功能，而能夠按照模具狀態來操作彎曲量、位置之特徵，且加壓後能夠邊排除空氣、邊使其移動至均勻面狀態。
因此，在加壓後使賦形面內的壓力均勻化之同時，因為能夠排除空氣，所以不會咬入空氣，而能能夠得到均勻且高精確度的轉印成形狀態。
依照本發明的微細形狀轉印片之製法、製造裝置時，能夠良好地製造在表面轉印有微細形狀的薄片。
以下，邊參照圖示等、邊更詳細地說明本發明的微細形狀轉印片之製法、及製造裝置。
本發明的微細形狀轉印片之製法係加熱具備有薄片狀基材及微細凹凸形狀之模具，並使兩者藉由接觸、加壓，而將微細凹凸形狀賦形於薄片狀基材表面之微細形狀轉印片之製法，其特徵係改變賦形面(藉由以加壓前述薄片狀基材及模具的方式配置之一對加壓板或模具中之至少一者或其組合所構成)的平面性而進行賦形。
在此，「賦形面的平面性」係指「以加壓板與模具之間的間隙之方式所形成的平板狀空間的平面程度」，「改變平面性」係指改變其平面性程度。又，在此，該賦形面的平面性不只是加壓板與模具之組合，在上下使用模具時、而且在此情況使用加壓板時亦同樣。
於本發明的方法，在改變該賦形面的平面性時，最初係從薄片狀基材的賦形面內的一點開始加壓，且改變平面性使加壓力往薄片狀基材的周邊部慢慢地變小。亦即，邊從賦形面的中央附近排除空氣、邊繼續加壓，特別是最初的加壓點不必是賦形面的中央中心部，亦可以是位於賦形面的周邊端部附近之一點。從該周邊端部附近之一點開始加壓時，係改變平面性，使加壓力往位於其相反側之周邊端部側慢慢地變小。
在此，「改變平面性使加壓力慢慢地變小」係指對賦形面各單位面積施加的壓力係以慢慢地變小之方式進行。
在改變該賦形面的平面性時，在賦形開始後，改變賦形面的平面性來使賦形面內的加壓力均勻為佳。在此所稱「賦形開始後」係指薄片狀基材的賦形面內的一點係與模具及/或加壓板接觸且自最初開始加壓的狀態後，在成為該狀態之後，進行控制使加壓力均勻係有效的。
如上述的加壓力的一系列的控制係藉由對加壓板或模具進行部分性加熱，使其產生部分性熱膨脹變形，抵接於薄片狀基材之模具，能夠藉由最初係在某一點部分抵接，隨壓加壓而抵接部分往周邊部擴展的方式進行，具體上，係藉由以下說明之本發明的具體方法來進行。
亦即，本發明的微細形狀轉印片之製法，具體上係藉由加熱具備有薄片狀基材及微細凹凸形狀之模具，並使該薄片狀基材與模具兩者接觸而加壓，來將前述微細凹凸形狀賦形於前述薄片狀基材表面之微細形狀轉印片之製法，其係調整溫度使自賦形面(藉由以加壓前述薄片狀基材及模具的方式配置之一對加壓板或模具中之至少一者或其組合所構成)內的一點往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度，來進行賦形之方法。
在如此的方法，較佳是進行調整溫度，使前述賦形面的平面性比在前述薄片狀基材的賦形面之厚度分布的最大值更大，在此「賦形面的平面性比在前述薄片狀基材的賦形面之厚度分布的最大值更大」係指平面性程度的數值係比薄片厚度分布的最大值更大之狀態。
又，較佳是在賦形時之模具與薄片狀基材接觸時點，前述賦形面的一點的溫度比其他部位的溫度高，且賦形開始後以溫度差變小的方式使其變化。
本發明之上述的具體方法，能夠藉由以下說明之本發明的微細形狀轉印片之製造裝置來進行。
亦即，一種微細形狀轉印片之製造裝置，係具備有薄片狀基材、具有微細凹凸形狀之模具、及用以加熱、加壓該薄片狀基材及該模具之手段之微細形狀轉印片之製造裝置，其特徵係賦予模具及/或一對加壓板溫度梯度，使自賦形面(藉由以加壓前述薄片狀基材及模具的方式配置之一對加壓板或模具中之至少一者或其組合所構成)內的一點往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度。
第1圖係模式性例示適合用以實施本發明微細形狀轉印片之製法的本發明微細形狀轉印片之製造裝置的一個實施態樣之概略正面圖。第2圖係模式性例示適合用以實施本發明微細形狀轉印片之製法的本發明微細形狀轉印片之製造裝置的另外一個實施態樣之概略正面圖。
在第1圖、第2圖中，1係微細形狀轉印片製造裝置、2係加壓裝置、3係模具、4係薄片狀基材、5係上溫度調整板、6係下溫度調整板、7係中央加熱用熱媒流路、8係熱媒循環裝置、9係冷卻水熱循環裝置、10係中央加熱用加熱器，賦予模具及/或一對加壓板溫度梯度，使自賦形面內的一點往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度，在第1圖的態樣係藉由特別設置之中央加熱用熱媒流路7、在第2圖的態樣係藉由特別設置之中央加熱用加熱器10來實現。因此，該第1圖、2圖所示之態樣，上溫度調整板5、及下溫度調整板6係構成在申請專利範圍第1項所稱之加壓板之物。
第3圖係模式性例示使用第1圖所示實施本發明的微細形狀轉印片之製造裝置並使賦形面的中央部的加熱狀態為ON而加壓後的狀態之概略正面圖。溫度調整板5、6在賦形面中央部係顯示膨脹鼓起的狀態。
第4圖係模式性例示使用第3圖所示實施本發明微細形狀轉印片之製造裝置，使賦形面的中央部的加熱狀態為ON而加壓後(亦即賦形開始後)將其OFF，使賦形面均勻溫度化而平坦化後之狀態之概略正面圖。
第5圖係模式性說明在第1圖所例示使用實施本發明微細形狀轉印片之製造裝置的溫度調整板的溫度分布與該溫度調整板的熱膨脹量之關係的一個例子之概略正面圖，係顯示在後述之實施例1的狀態。如該圖所示，藉由使在溫度調整板的端部與中央部產生10℃的溫度差(100℃~10℃)，該膨脹量會在垂直方向產生高度差為15微米(175~190微米)的梯度。利用該梯度差，能夠以不會咬入空氣的方式使賦形面整體成為加壓狀態，當該整體成為加壓狀態時，將中央部之部分性附加加熱OFF，來使該梯度差消滅。
第6圖係模式性顯示本發明微細形狀轉印片之製造裝置的溫度調整板內的中央部所附設加熱介質狀態之四個例子之概略平面圖。在同圖，(a)係中央熱媒配管(並行)方式，(b)係中央熱媒配管(直行)方式，(c)係中央加熱器埋及熱媒配管方式，(d)係加熱器埋設方式，在(a)~(d)的各圖，左側係平面圖，右側係其側面圖。
加熱所使用之熱媒的配管流路或加熱器不一定必須設置在溫度調整板，亦可直接使用通常的溫度調整板，特別是亦可在模具內部部分性地設置熱媒的配管流路或加熱器亦可。第7圖係模式性例示本發明微細形狀轉印片之製造裝置之另外一個實施態樣例子，係模式性顯示在模具內組入溫度調整系統而成之裝置例之概略正面圖。第8圖係模式性例示使用第7圖所示微細形狀轉印片之製造裝置並使賦形面的中央部的加熱狀態為ON而加壓後的狀態之概略正面圖。
在第9圖所示裝置的態樣例，係設置有測定薄片狀基材的厚度之手段、及發送來自該厚度測定手段的信號來控制加熱手段、冷卻手段之發送手段，21係薄片厚度測定傳感器、22係薄片搬運輥、23係信號演算器，其構成係藉由該薄片厚度測定傳感器聯機依照順序測定賦形加壓開始前之薄片狀基材的厚度，基於其測定結果，對該加工批次進行溫度控制、平面性控制等。
亦即，在本發明的裝置，一種較佳的結構係在模具設置溫度調整手段，並賦予模具溫度梯度使自模具的賦形面內之一點往周邊部慢慢地降低溫度。設置在模具內時，因為溫度調整板能使用通常之物而方便許多。
實現該構成之一個例子，可舉出在內部形成有熱媒流路之模具或加壓板連接複數個溫度調整系統(使熱媒或冷媒循環)而成之物。設定使流動於端部之熱媒溫度比中央部低時，因為在熱媒溫度低的模具端部之溫度上升較慢，在加壓成形時能夠賦予溫度梯度，使自模具的中央附近往周邊部慢慢地降低溫度。又，中央與端部的溫度差亦因加壓之薄片基材或圖案形狀而異，通常以1~20℃為佳，以5~10℃的範圍為更佳。小於1℃以下時，無法賦予模具溫度梯度，又，大於20℃以上時，在端部之模具溫度太低薄片基材的成形性降低之可能性高。
又，較佳是其結構係加熱加壓板或模具之加熱源的功率密度，係在賦形面內的一點比其他位置高，特別是在此所稱「賦形面內」係指加熱源係設置在加壓板或/及模具中任一者時，其結構都是以全加熱源作為對象，功率密度在賦形面內的一點比在其他位置高。為了顯著地得到本發明的效果，該一點的功率密度以大高於其他部分5kW/m2 (0.5 W/cm2 )以上為佳，上限為達到50 kW/m2 (5.0 W/cm2 )左右。因此，雖亦取決於模具等的傳熱性，以高出10~30 kW/m2 (1.0~3.0 W/cm2 )左右為佳。
如上述，在本發明的裝置，較佳是其結構係使用電阻加熱式加熱器作為加熱加壓板或模具之手段，且設置於加壓板或模具之加熱器配線的密度係在賦形面內的一點比其他位置高。
又，其結構亦可以是使用熱媒作為加熱加壓板或模具之手段，且設置於加壓板或模具之熱媒流路的密度係在賦形面內的一點比其他位置高。
又，加熱手段以設置2種系統為佳，包含為了將加壓板或模具在其賦形面內於廣闊範圍上升溫度之加熱手段、及為了將任意點上升溫度之獨立的加熱手段。
又，設置包含加熱手段及冷卻手段之2種系統為佳，包含為了將加壓板或模具在其賦形面內於廣闊範圍上升溫度之加熱手段、及為了降低賦形面的周邊部的溫度之獨立的冷卻手段。
加壓機係連接油壓泵及油槽(未圖示)，藉由油壓泵來使上溫度調整板5升降動作並控制加壓力。又，在本實施形態係應用油壓方式的加壓汽缸，但是若能夠控制加壓力之手段時，可以是任何物。
壓力範圍以能夠控制在0.1MPa~20 MPa的範圍為佳，以能夠控制在1MPa~10 MPa的範圍為更佳。
加壓機的升壓速度以控制在0.01MPa/s~1MPa/s的範圍為佳，以控制0.05MPa/s~0.5MPa/s的範圍在為更佳。
說明本發明所使用的模具3。模具的轉印面係具有微細圖案之物，在模具形成該圖案之方法有機械加工、雷射加工、光微影法、電子射線描繪方法等。此，在模具所形成的「微細凹凸形狀」係以高度為10奈米~1毫米、周期為10奈米~1毫米的範圍周期性重複而成之凸狀。凸狀的高度以1微米~100微米為更佳，周期以1微米~100微米的範圍為更佳。凸狀的例子有三角錐、圓錐、四角錐、及圓頂狀等為代表之任意形狀的突起物以離散狀、點狀配置而成之物、或是剖面以三角、四角、梯形、半圓、及橢圓等為代表之任意形狀的突起物以條紋狀配置而成之物等。
模具的材質若是能夠得到加壓時所需要的強度、圖案加工精確度、薄膜的脫模性時例如含有不鏽鋼、鎳、銅等之金屬材料、矽、玻璃、陶瓷、樹脂、或是為了提升此等表面的脫模性而被覆有機膜而成之物係適合使用。該模具的微細圖案係對應欲賦予薄片表面的微細凹凸圖案而形成之物。
溫度調整板以鋁合金製之物為佳，可藉由鎔鑄於板內而成的電熱加熱器來控制。又，亦可藉由使已溫度調整過的流熱介質流動於鎔鑄於溫度調整板內的銅或不鏽鋼配管、或流動於藉由機械加工加工而成的孔穴內部來進行加熱控制。而且亦可以由組合兩者而成的裝置所構成。
薄片的厚度測定傳感器以使用放射線式、紅外線式、光干擾式等為佳。又，可設置在薄片的搬運方向厚度測定用及寬度方向測定用共2台等複數台，又，寬度方向的厚度測定亦可使傳感頭水平移動來進行。又，前述的加熱手段、及冷卻手段的控制亦可使用預先在另外場所測定薄片厚度所得到的厚度測定結果。
熱介質可使用BARRELTHREM(松村石油(股))、NeoSK－OIL(綜研TECNIX(股))等，又，亦可使已加熱至100℃以上的水循環。而且，為了能夠效率良好地傳熱，配管內部的雷諾數(Reynold’s number)以在1.0×104 ~12×104 的範圍為佳。
適用於本發明的方法、裝置之薄片狀基材之玻璃轉移溫度Tg為40~180℃，以50~160℃為更佳，以50~120℃之熱塑性樹脂作為主成分之薄膜為最佳。玻璃轉移溫度小於此範圍時，因為成形品的耐熱性降低、形狀產生經時變化，乃是不佳。又，高於此範圍時，不得不提高成形溫度，在能源上係非效率的，又，因薄膜的加熱/冷卻時的體積變動變大、薄膜咬入模具中而無法脫模，又，即便能夠脫模，基於有時亦會產生圖案精確度低落、或部分性缺少圖案之缺點等理由，乃是不佳。
適合應用於本發明之以熱塑性樹脂為主成分的薄片狀基材，具體上較佳是由聚對酞酸乙二酯、聚2,6－萘二甲酸乙二酯、聚對酞酸丙二酯、聚對酞酸丁二酯等聚酯系樹脂、聚乙烯、苯乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚醚系樹脂、聚酯型醯胺系樹脂、聚醚酯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、或是聚氯乙烯系樹脂等所構成之物。其中，因共聚合之單體種類多，且因此容易調整材料物性等理由，特別是以選自聚酯系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚醯胺系樹脂、丙烯酸系樹脂、或其等的混合物之熱塑性樹脂為主所形成之物為佳。由50重量%以上之上述熱塑性樹脂所構成為更佳。
適用於本發明之薄膜可以是由上述樹脂單體所構成的薄膜，亦可以是由複數樹脂層所構成的積層體。此時，與單體薄膜比較，能夠賦予易滑性、耐摩擦性等表面特性、或機械強度、耐熱性等。如此，由複數樹脂層所構成的積層體時，以薄片整體滿足前述的必要條件為佳，即便薄片整體無法滿足前述的必要條件，至少以滿足前述必要條件的層來形成表層，能夠容易地形成表面。
又，適用於本發明之薄膜的較佳厚度(厚度、膜厚度)以在0.01~1毫米的範圍為佳。小於0.01毫米以下時，用以成形之厚度不充分，又，大於1毫米以上時，由於薄膜的剛性，通常難以搬運。但是，若是單片式處理之薄片時，為了抑制搬運彎曲等，以具有0.3毫米以上、更佳是1毫米以上的厚度之板狀體為佳。
適用於本發明之薄膜的形成方法，例如單體薄片時，可舉出將薄片形成用材料在擠壓機內加熱熔融，並從噴嘴擠出至已冷卻的鑄塑轉筒上而加工成薄片狀之方法(熔融鑄塑法)。其他方法亦可舉出使薄片形成用材料溶解在溶劑中，並將該溶液從噴嘴擠出至鑄塑轉筒、環狀皮帶等支撐體上而成為膜狀，接著，從如此的膜層乾燥除去溶劑而加工成為薄片狀之方法(溶液流延法)等。
又，積層體的製造方法可舉出將二種不同的熱塑性樹脂投入二台擠壓機，並熔融而從噴嘴共擠出至已冷卻的鑄塑轉筒上，來加工成薄片狀之方法(共擠出法)；將被覆層原料投入擠壓機而熔融擠壓而邊從噴嘴擠出邊層壓於單膜所製成的薄片上之方法(熔融層壓法)；將單膜所製造的薄片及易表面賦形性薄片各自分別地單膜製造，並藉由已加熱的輥群等進行熱壓黏之方法(熱層壓法)；此外有將薄片形成用材料溶解在溶劑中，並將該溶液塗布在薄片上之方法(塗布法)等。又，在易表面賦型性薄片積層體時，亦能夠使用上述的熔融層壓法、熱層壓法、塗布法。如此的基材，亦可以是施加過基底調整劑、或底塗劑等處理過之物。又，亦可以是與具有其他功能的基材的複合體之構成。
又，適用於本發明之薄膜在聚合時或聚合後，亦可添加各種添加劑。能夠添加調配之添加劑可舉出例如有機微粒子、無機微粒子、分散劑、染料、螢光增白劑、抗氧化劑、耐候劑、防靜電劑、脫模劑、增黏劑、可塑劑、pH調整劑及鹽等。特是在聚合時可進行少量添加長鏈羧酸、或長鏈羧酸鹽等低表面張力的羧酸或其衍生物、及長鏈醇或其衍生物、改性矽油等低表面張力的醇化合物等作為脫膜劑為佳。
又，適用於本發明之薄片(薄膜)，在成形層的表面，以更層積有脫膜層之構成為佳。薄膜的最表面、亦即藉由在與模具接觸面預先設置脫膜層，能夠提升形成在模具表面之脫模塗層的耐久性(重複使用次數)，即便部分性喪失脫模效果時亦能夠無問題而均勻地脫模。又，即便模具完全沒有施加脫膜處理，藉由在薄膜側預先形成脫模層亦能夠脫模，能夠削減模具脫膜處理成本，乃是較佳。又，因為在將成形薄片從模具脫模時，能夠防止因樹脂黏著所造成的成形圖案崩潰，或是能夠在更高溫脫膜、使循環時間縮短，就成形精確度、生產力而言，亦是較佳。又，藉由更提升成形薄片表面的滑性，因為能夠提升耐擦傷性、且亦能夠減少在製程等所產生的缺點，乃是較佳。
成形層係以支撐層為中心而層積在兩最外層時，可以在任一側的成形層表面設置脫膜層，亦可以在兩最外層設置脫膜層。
構成脫膜層之樹脂沒有特別限定，以矽系樹脂、氟系樹脂、脂肪酸系樹脂、聚酯系樹脂、烯烴系樹脂、或三聚氰胺系樹脂作為主成分而構成為佳，此等之中，以矽系樹脂、氟系樹脂、或脂肪酸系樹脂為更佳。又，在脫膜層，除了上述的樹脂以外，亦能夠調配例如丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂、脲樹脂、或酚樹脂等，亦能夠調配各種添加劑、例如防靜電劑、界面活性劑、抗氧化劑、耐熱安定劑、耐候安定劑、紫外線吸收劑、顏料、染料、有或無機的微粒子、填料、核劑、交聯劑等。又，脫膜層的厚度沒有特別限定，以0.01~5微米為佳。該脫膜層的厚度小於0.01微米時，因為有時上述脫模性的提升效果會下降，必須加以注意。
形成脫膜層之方法沒有特別限定，能夠使用例如逆輥塗布法、凹版塗布法、桿塗布法、棒塗布法、模頭塗布法、或噴霧塗布法。而且，從生產力、塗布均勻性的而言，以同時進行上述塗布及製膜之聯機塗布為佳。
[實施例]
以下，基於實施例來說明本發明的方法、及裝置之具體構成、及效果。
在以下的各實施例，係藉由(1)~(10)所示規格之模具或加壓裝置、加工條件對各自進行微細形狀的賦予加工，並進行製造微細形狀轉印片。
實施例1
(1)模具尺寸：500毫米(薄膜厚度方向)×800毫米(薄膜行進方向)×20毫米(厚度)。
(2)模具材質：銅。
(3)微細形狀：使用間距50微米、凸部寬度25微米、凸部高度50微米、且從薄膜行進方向觀察時剖面為矩形形狀之物。
(4)加壓裝置：最大能夠加壓至3000kN，且藉由油壓泵加壓。
(5)在加壓裝置內上下安裝2片鋁合金製且尺寸為700毫米(薄膜厚度方向)×1000毫米(薄膜行進方向)的溫度調整板，各自連結至加熱裝置、冷卻裝置。又，模具係安裝在下側的溫度調整板。加熱裝置係熱媒循環裝置、且熱媒係使用BARRELTHERM #400(松村石油股份公司製)，使加熱至150℃之物以100升/分鐘的流量流動。又，冷卻裝置係冷卻水循環裝置，且使冷卻至20℃之水以150升/分鐘的流量流動。
(6)而且，在上下溫度調整板的中央附近係埋設有7kW的電熱加熱器，與熱媒加熱裝置能夠各別調整溫度。
(7)薄片：由聚對酞酸乙二酯樹脂所構成，厚度為100微米(厚度不均：±7微米)、寬度為520毫米。
(8)動作方法：使用上述的裝置，如下述進行成型。預先將樹脂薄片放置在模具上，接著，將溫度調整板，上下都是加溫至中央部為110℃、周邊部為100℃後，將上側板下降，來開始薄膜加壓。加壓係模具表面為5MPa並進行30秒。又，在加壓中只有使溫度調整板的電熱加熱器為OFF(關)。隨後，在繼續加壓的狀態，冷卻上下的溫度調整板。在各溫度調整板成為60℃時停止冷卻。上下都冷卻完成時，放開加壓。隨後將薄片從模具脫模。
重複上述的動作，來製造10片成型薄膜。目視評價成型面，結果得到無空氣咬入、或轉印不良等、且整面均勻地被轉印之成型薄片。
(9)使用上述條件各別地測定加壓前的溫度調整板的變形之結果，能夠確認在中央附近為190微米、周邊部附近為175微米，且係被加壓成為中央凸出15微米的狀態。
測定上述的加壓變形係使用KEYENCE公司製之雷射聚焦位移計LT8100來進行。將傳感頭放置溫度調整板上方，在板的整面測定20點的變位。又，測定板變形可使用已隔熱前端之刻度盤指示器(dial gauge)來測定。
板表面的溫度控制係藉由***板內部之熱電偶的溫度來進行。預先將熱電偶貼在板表面，並掌握板表面溫度與板的內部溫度的相互關係，基於該相互關係藉由板內部的溫度來控制。
又，在以下的實施例、比較例，亦同樣地進行來測定板變形及控制板表面的溫度。
實施例2
(1)模具尺寸：500毫米(薄膜厚度方向)×800毫米(薄膜行進方向)×20毫米(厚度)。
(2)模具材質：銅。
(3)微細形狀：使用間距50微米、凸部寬度25微米、凸部高度50微米、且從薄膜行進方向觀察時剖面為矩形形狀之物。
(4)加壓裝置：最大能夠加壓至3000kN，且藉由油壓泵加壓。
(5)在加壓裝置內上下安裝2片鋁合金製且尺寸為700毫米(薄膜厚度方向)×1000毫米(薄膜行進方向)的溫度調整板，各自連結至加熱裝置、冷卻裝置。又，模具係安裝在下側的溫度調整板。加熱裝置係熱媒循環裝置、且熱媒係使用BARRELTHERM #400(松村石油股份公司製)，使加熱至150℃之物以100升/分鐘的流量流動。又，冷卻裝置係冷卻水循環裝置，且使冷卻至20℃之水以150升/分鐘的流量流動。
(6)而且，在上下溫度調整板的中央附近，加熱用熱媒流路係設置各別的熱媒流路，並以150℃、20升/分鐘的流量使熱媒(BARRELTHERM #400)流動。
(7)薄片：由聚對酞酸乙二酯樹脂所構成，厚度為100微米(厚度不均：±10微米)、寬度為520毫米。
(8)動作方法：使用上述的裝置，如下述進行成型。預先將樹脂薄片放置在模具上，接著，將溫度調整板，上下都是加溫至中央部為110℃、周邊部為100℃後，將上側板下降，來開始薄膜加壓。加壓係模具表面為5MPa並進行30秒。又，在加壓中只有使溫度調整板的電熱加熱器為OFF(關)。隨後，在繼續加壓的狀態，冷卻上下的溫度調整板。在各溫度調整板成為60℃時停止冷卻。上下都冷卻完成時，放開加壓。隨後將薄片從模具脫模。
重複上述的動作，來製造10片成型薄膜。目視評價成型面，結果得到無空氣咬入、或轉印不良等、且整面均勻地被轉印之成型薄片。
(9)使用上述條件各別地測定加壓前的溫度調整板的變形之結果，能夠確認在中央附近為200微米、周邊部附近為170微米，且係被加壓成為中央凸出30微米的狀態。
實施例3
(1)模具尺寸：500毫米(薄膜厚度方向)×800毫米(薄膜行進方向)×40毫米(厚度)。
(2)模具材質：銅。
(3)微細形狀：使用間距50微米、凸部寬度25微米、凸部高度50微米、且從薄膜行進方向觀察時剖面為矩形形狀之物。
(4)加壓裝置：最大能夠加壓至3000kN，且藉由油壓泵加壓。
(5)在加壓裝置內上下安裝2片鋁合金製且尺寸為700毫米(薄膜厚度方向)×1000毫米(薄膜行進方向)的溫度調整板，各自連結至加熱裝置、冷卻裝置。又，模具係安裝在下側的溫度調整板。加熱裝置係熱媒循環裝置、且熱媒係使用BARRELTHERM #400(松村石油股份公司製)，使加熱至150℃之物以100升/分鐘的流量流動。又，冷卻裝置係冷卻水循環裝置，且使冷卻至20℃之水以150升/分鐘的流量流動。
(6)而且，在模具內部設置熱媒配管用以加熱模具的中央附近，使加熱至120℃的熱媒以10升/分鐘的流量流動。
(7)薄片：由聚對酞酸乙二酯樹脂所構成，厚度為80微米(厚度不均：±4微米)、寬度為520毫米。
(8)動作方法：使用上述的裝置，如下述進行成型。預先將樹脂薄片放置在模具上，接著，將溫度調整板，上下都是以110℃設定而調溫，並藉由使模具中央流動熱媒來加熱至模具中央的溫度為112℃、周邊部為105℃後，將上側板下降，來開始薄膜加壓。加壓係模具表面為5MPa並進行30秒。又，在加熱中停止模具的熱媒循環。隨後，在繼續加壓的狀態，冷卻上下的溫度調整板。在各溫度調整板成為60℃時停止冷卻。上下都冷卻完成時，放開加壓。隨後將薄片從模具脫模。
重複上述的動作，來製造10片成型薄膜。目視評價成型面，結果得到無空氣咬入、或轉印不良等、且整面均勻地被轉印之成型薄片。
(9)使用上述條件各別地測定加壓前的溫度調整板的變形之結果，能夠確認在中央附近為80微米、周邊部附近為71微米，且係被加壓成為中央凸出9微米的狀態。
實施例4
(1)模具尺寸：500毫米(薄膜厚度方向)×800毫米(薄膜行進方向)×20毫米(厚度)。
(2)模具材質：銅。
(3)微細形狀：使用間距50微米、凸部寬度25微米、凸部高度50微米、且從薄膜行進方向觀察時剖面為矩形形狀之物。
(4)加壓裝置：最大能夠加壓至3000kN，且藉由油壓泵加壓。
(5)在加壓裝置內上下安裝2片鋁合金製且尺寸為700毫米(薄膜厚度方向)×1000毫米(薄膜行進方向)的溫度調整板，各自連結至加熱裝置、冷卻裝置。又，模具係安裝在下側的溫度調整板。加熱裝置係熱媒循環裝置、且熱媒係使用BARRELTHERM #400(松村石油股份公司製)，使加熱至150℃之物以100升/分鐘的流量流動。又，冷卻裝置係冷卻水循環裝置，且使冷卻至20℃之水以150升/分鐘的流量流動。
(6)而且，在上下溫度調整板的中央附近係埋設有7kW的電熱加熱器，與熱媒加熱裝置能夠各別調整溫度。
(7)薄片：由聚對酞酸乙二酯樹脂所構成，厚度為100微米(厚度不均：±7微米)、寬度為520毫米。
(8)厚度計：在加壓側固定設置X射線式的薄片厚度測定傳感器，來測定薄片搬運方向的厚度。厚度分布為14微米。
(9)動作方法：使用上述的裝置，如下述進行成型。邊使用厚度傳感器測定薄片的厚度、邊安裝在模具上。接著，將溫度調整板，上下都是加溫至中央部為110℃、周邊部為100℃後，將上側板下降，來開始薄膜加壓。加壓係模具表面為5MPa並進行30秒。又，在加壓中只有使溫度調整板的電熱加熱器為OFF(關)。隨後，在繼續加壓的狀態，冷卻上下的溫度調整板。在各溫度調整板成為60℃時停止冷卻。上下都冷卻完成時，放開加壓。隨後將薄片從模具脫模。
重複上述的動作，來製造10片成型薄膜。目視評價成型面，結果得到無空氣咬入、或轉印不良等、且整面均勻地被轉印之成型薄片。
(10)使用上述條件各別地測定加壓前的溫度調整板的變形之結果，能夠確認在中央附近為190微米、周邊部附近為175微米，且係被加壓成為中央凸出15微米的狀態。
比較例1
使用與實施例1的裝置相同裝置，但是未使用中央加熱用加熱器，並藉由實施例1同一條件加壓，結果在薄膜中央部因空氣咬入而產生非轉印部。以相同條件製造10片成型薄膜，但是在全部薄片都產生非轉印部。
1．．．微細形狀轉印片之製造裝置
2．．．加壓裝置
3．．．模具
4．．．薄片狀基材
5．．．上溫度調整板
6．．．下溫度調整板
7．．．中央加熱用溫度調整板
8．．．熱媒循環裝置
9．．．冷卻水熱循環裝置
10．．．中央加熱用溫度調整板
21．．．薄片厚度測定傳感器
22．．．薄片搬運輥
23．．．信號演算器
第1圖係模式性例示適合用以實施本發明微細形狀轉印片之製法的本發明微細形狀轉印片之製造裝置之一個實施態樣之概略正面圖。
第2圖係模式性例示適合用以實施本發明微細形狀轉印片之製法的本發明微細形狀轉印片之製造裝置之另外一個實施態樣之概略正面圖。
第3圖係模式性例示使用第1圖所示實施本發明的微細形狀轉印片之製造裝置並使賦形面的中央部的加熱狀態為ON而加壓後的狀態之概略正面圖。
第4圖係模式性例示使用第3圖所示實施本發明微細形狀轉印片之製造裝置，使賦形面的中央部的加熱狀態為ON而加壓後將其OFF，使賦形面均勻溫度化而平坦化後之加壓狀態之概略正面圖。
第5圖係模式性說明在第1圖所例示使用實施本發明微細形狀轉印片之製造裝置的溫度調整板的溫度分布與該溫度調整板的熱膨脹量之關係的一個例子之概略正面圖。
第6圖係模式性顯示本發明微細形狀轉印片之製造裝置的溫度調整板內的中央部所附設加熱介質的各種態樣例之概略平面圖，在同圖(a)係中央熱媒配管(並行)方式，(b)係中央熱媒配管(直行)方式，(c)係中央加熱器埋設及熱媒配管方式，(d)係加熱器埋設方式，在(a)~(d)的各圖，左側係平面圖，右側係其側面圖。
第7圖係模式性例示適合用以實施本發明微細形狀轉印片之製法的本發明微細形狀轉印片之製造裝置之另外一個實施態樣例子，係模式性顯示在模具內組入溫度調整系統而成之裝置例之概略正面圖。
第8圖係模式性例示使用第7圖所示實施本發明的微細形狀轉印片之製造裝置並使賦形面的中央部的加熱狀態為ON而加壓後的狀態之概略正面圖。
第9圖係模式性例示在第1圖所示實施本發明微細形狀轉印片之製造裝置，附加按照薄片厚度控制加熱手段、冷卻手段之構成而成之本發明的微細形狀轉印片之製造裝置之另外一個實施態樣之概略正面圖。
1．．．微細形狀轉印片之製造裝置
2．．．加壓裝置
3．．．模具
4．．．薄片狀基材
5．．．上溫度調整板
6．．．下溫度調整板
7．．．中央加熱用溫度調整板
8．．．熱媒循環裝置
9．．．冷卻水熱循環裝置

Claims (11)

  1. 一種微細形狀轉印片之製法，其係藉由加熱具備有薄片狀基材及微細凹凸形狀之模具，並使該薄片狀基材與模具兩者接觸而加壓，來將該微細凹凸形狀賦形於薄片狀基材表面之微細形狀轉印片之製法，其特徵係調整溫度，使自賦形面內的一點，往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度來進行賦形，其中該賦形面係藉由以加壓該薄片狀基材及模具的方式所配置之一對加壓板、或模具中之至少一者或其組合所構成的。
  2. 如申請專利範圍第1項之微細形狀轉印片之製法，其中進行調整溫度，使該賦形面的平面性比在該薄片狀基材的賦形面之厚度分布的最大值更大。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之微細形狀轉印片之製法，其中在賦形時之該模具與該薄片狀基材接觸時點，該賦形面的一點的溫度係以比該賦形面的其他部位的溫度更高，且賦形開始後溫度差變小的方式來使其變化。
  4. 一種微細形狀轉印片之製造裝置，其係具備有薄片狀基材、具有微細凹凸形狀之模具、及用以加熱、加壓該薄片狀基材及該模具之手段的微細形狀轉印片之製造裝置，其特徵係賦予模具及/或一對加壓板溫度梯度，使自賦形面內的一點，往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度，其中該賦形面係藉由以加壓該薄片狀基材及模具的 方式所配置之一對加壓板、或模具中之至少一者或其組合而構成的。
  5. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中在該模具設置溫度調整手段，係賦予模具設置溫度梯度，使自模具的賦形面內的一點往薄片狀基材的周邊部慢慢地降低溫度。
  6. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其係具有加熱該加壓板或該模具之加熱源的功率密度在賦形面內的一點比在其他位置高的結構。
  7. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其係具有使用電阻加熱式加熱器做為加熱該加壓板或該模具之加熱手段、且設置在加壓板或模具之加熱器配線的密度在賦形面內的一點比在其他位置高的結構。
  8. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其係具有使用熱媒做為加熱該加壓板或該模具之加熱手段、且設置在加壓板或模具之熱媒流路的密度在賦形面內的一點比在其他位置高的結構。
  9. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中設置有用以使該加壓板或該模具在其賦形面內於廣範圍上升溫度之加熱手段、及用以使任意點上升溫度之獨立的加熱手段之2種系統。
  10. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中設置有用以使該加壓板或該模具在其賦形面內於廣範圍上升溫度之加熱手段、及用以使賦形面的周邊部下 降溫度之獨立的冷卻手段之2種系統。
  11. 如申請專利範圍第4項之微細形狀轉印片之製造裝置，其中設置有該薄片狀基材的厚度測定手段，與用以發送來自該厚度測定手段的信號來控制該加熱手段、及冷卻手段之發信手段。
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