CN101808808A - 微细形状转印片的制造方法和制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微细形状转印片的制造方法，其是在压印模具与中间基材之间设置由热塑性树脂制成的片状基材、通过一对加压板加压在该片状基材上形成压印模具微细凹凸形状的制造方法，当该加压板的加压力变为最大时，该压印模具的赋形面内存在赋形压力差，并且该赋形面内存在最大赋形压力部分，而且加压使得赋形压力取极小值的部位不在赋形面内。按照本发明可以得到没有空气滞留不良且均匀高精度的转印成型状态。

Description

微细形状转印片的制造方法和制造装置
技术领域
本发明涉及被转印了微细形状且在一面或两面上具有该微细立体形状的片的制造方法、装置。
背景技术
作为在树脂片等的至少一面上形成微细凹凸等立体形状的方法，已知有通过焦耳热来对加热板进行加热，在加热板与基材之间配设压印模具，用一对加压板将上述组合进行挤压，从而在该基材上转印凹凸立体形状的方法(专利文献1)。但是，在该装置中将加热板和/或压印模具、基材制成完全均匀的厚度非常困难，认为会存在厚度不均匀。而且还存在以下问题：由于该厚度不均匀引起成型压力不均匀，从而不能得到均匀的成型品。
作为该成型压力不均匀的对策，已知在加热板与压印模具之间设置弹性体来吸收厚度不均匀的方法(专利文献2)。但是，由于该方法隔着弹性体来加热压印模具，因而存在加热需要时间、生产性恶化的问题。
另外，在专利文献1和专利文献2两者中，为了防止空气滞留不良，都研究了将树脂片和成型装置设置在减压室内，在将减压室内减压之后开始成型。但是，减压工序需要时间，特别是如果基材面积变大，则减压室容积也变大，因此存在生产性显著恶化的问题。
作为防止空气滞留的其他方法，已知当转印板与树脂板开始接触的时候，通过利用回弹力不同的支持部件使转印板弯曲从而相对于树脂板突出来使它们接触，从而一边由转印面的中央附近排除空气一边进行成型的方法(专利文献3)。
专利文献1：特开2004-074775号公报
专利文献2：特开2007-230241号公报
专利文献3：特开2006-035573号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在专利文献3的技术中，为了使挤压加压力最大时转印面的压力均匀，支持部件被设置在转印板的非转印部分。采用该结构，当转印面的面积变大时，支持部件的间隙变宽，因此在转印面上产生松弛，存在该松弛部分在成型时产生空气滞留的问题。而且，由于在支持部件被设计得弹力差，因而可推测在转印面存在压力分布，并且在支持部件的间隙存在压力最小部分。因此，存在滞留在松弛部分的空气的一部分残留在该压力最小部分中，从而转印不良的问题。在滞留的空气中，即使有的在成型时被排除，也由于没有施与赋形面积极地排除空气的压力分布，因而排除空气需要长时间挤压，存在周期时间变长、生产性恶化的问题。
本发明的目的是鉴于如上所述问题，提供一种高效率制造片的制造方法和制造装置：在对片状基材的至少一面赋形压印模具的微细凹凸形状的微细形状转印片的制造方法和装置中，即使在对大面积的片状基材的至少一面赋形的情况下，也能在成型中将滞留在压印模具与片状基材之间的空气排除到赋形面外，因而不会发生转印不良，可以在表面形成所希望那样的微细凹凸形状。
用于解决问题的方法
(1)用于实现上述目标的本发明的微细形状转印片的制造方法包括以下方法。
·一种微细形状转印片的制造方法，是通过在具有带有微细凹凸形状的赋形面的压印模具与中间基材之间设置由热塑性树脂制成的片状基材，用一对加压板对该压印模具和该中间基材向该片状基材方向进行加压，从而在该片状基材的至少一面上赋形微细凹凸形状的微细形状转印片的制造方法，其中，进行加压使得当该加压板的加压力变为最大时，该压印模具的赋形面内存在赋形压力差，并且该赋形面内存在最大赋形压力部分，而且该赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位。
(2)另外，用于实现上述目标的本发明的压印模具包括以下构成。
·一种压印模具，是用于在片状基材上转印微细凹凸形状的板状压印模具，该压印模具具有微细凹凸形状的赋形面，该赋形面内具有厚度变化，并且该赋形面内具有最大厚度部分，而且该赋形面内不具有厚度的极小值。
(3)另外，用于实现上述目标的本发明的其他压印模具包括以下构成。
·一种压印模具，是用于在片状基材上转印微细凹凸形状的板状压印模具，该压印模具具有微细凹凸形状的赋形面，且压印模具整体弯曲，该弯曲的曲率中心存在于该赋形面的相反侧。
(4)另外，用于实现上述目标的本发明的微细形状转印片的制造装置包括以下构成。
·一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
本发明的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、以及
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构。
(5)另外，用于实现上述目标的本发明的微细形状转印片的其它制造装置包括以下构成。
·一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
具有带有微细凹凸形状的赋形面的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构、以及
设置在该一对加压板中的至少一个加压板的加压方向侧的面上的凸形状的板，
该板具有厚度分布，在板的面内具有最大厚度部分，且面内不具有厚度取极小值的部位。
发明的效果
根据本发明的微细凹凸形状转印片的制造方法和制造装置，通过利用赋形面内的赋形压力差，将赋形时滞留在片状基材与压印模具之间的残留空气排除到赋形面外，从而使空气滞留不良消失，得到均匀且高精度的转印成型状态。
根据本发明的压印模具，可以通过使压印模具的赋形面弯曲，从而简便地获得所需的赋形压力分布，使空气滞留不良消失，并实现生产性提高。
附图说明
图1是说明本发明的压印模具的一个实施方式中，微细形状为条纹状的压印模具的概略示意图。
图2是说明本发明的压印模具的一个实施方式中，微细形状被配置成2维图案的压印模具的概略示意图。
图3是说明本发明的微细形状转印片的制造方法的一个实施方式中，在赋形面的X轴中心线上具有最大赋形压力、且赋形面内不具有赋形压力的极小值的赋形压力分布的概略示意图。
图4是说明本发明的微细形状转印片的制造方法的一个实施方式中，在赋形面的X轴的一端线上具有最大赋形压力、且赋形面内不具有赋形压力的极小值的赋形压力分布的概略示意图。
图5是显示图3的正面图的概略图。
图6是显示赋形压力变化量不随赋形压力梯度单调地增加的一例的概略示意图。
图7是说明本发明的微细形状转印片的制造方法的一个实施方式中，中间基材沿着压印模具赋形面的形状变形的状态的概要的正面示意图。
图8是说明本发明的压印模具的概略示意图。
图9是说明本发明所涉及的压印模具与加热装置、冷却装置的连接的概略示意图。
图10是显示本发明的微细形状转印片制造装置的一个实施方式例的概略正面示意图。
图11是说明本发明的压印模具的一个实施方式中，在压印模具上具有厚度分布的概略示意图。
图12是说明本发明的压印模具的一个实施方式中，压印模具弯曲的概略示意图。
图13是说明本发明的压印模具的一个实施方式中，在压印模具的赋形面的相反侧设置具有厚度分布的凸板的概略示意图。
图14是显示在图10中，当加压板加压力变为最大时的状态的正面概略示意图。
图15是显示实施例1和2中使用的模具设置状态的概略正面示意图。
图16是显示比较例1的赋形压力分布的概略示意图。
图17是显示比较例2的赋形压力分布的概略示意图。
图18是显示本发明的微细形状转印片制造装置的一个实施方式例的概略正面示意图。
图19是显示本发明的微细形状转印片制造装置的一个实施方式例的概略正面示意图。
附图标号说明
1：微细形状转印片制造装置
2：挤压装置
3：上部加压板
4：中间基材
41：具有缓冲性的部件(缓冲部件)
42：转印片
5：片状基材
6：压印模具
61：热媒通路
62：压印模具赋形面
63a：热媒进入集合管
63b：热媒返回集合管
7：板
8：下部加压板
9：交替阀
10：加热装置
11：冷却装置
P2：赋形压力
具体实施方式
下面参考附图更详细地说明本发明的微细形状转印片的制造方法。
本发明的微细形状转印片的制造方法，是通过在具有带有微细凹凸形状的赋形面的压印模具与中间基材之间设置由热塑性树脂制成的片状基材，用一对加压板对该压印模具和该中间基材向该片状基材方向进行加压，从而在该片状基材上赋形该微细凹凸形状的微细形状转印片的制造方法，其中，进行加压使得当该加压板的加压力变为最大时，该压印模具的赋形面内存在赋形压力差，并且在该赋形面内的一部分存在最大赋形压力部分，而且该赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位。
另外，在片状基材的两面上赋形微细凹凸形状的情况下，可以在中间基材上也设置带有微细凹凸形状的赋形面，从而在与中间基材相对的片状基材的面上赋形微细凹凸形状。在这种情况下，也优选进行加压使得当加压板的加压力变为最大时，中间基材的赋形面内存在赋形压力差，并且在该赋形面内的一部分存在最大赋形压力部分，而且该赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位。
这里所谓“加压力变为最大时”，是指通过一对加压板使压印模具对片状基材进行赋形的加压机的加压力变为最大的时候。
另外，所谓“赋形面内的一部分”，不仅可以是赋形面内的一点，也可以是连续的线状。
另外，所谓“微细凹凸形状”，表示高度为10nm～1mm的凸形状以10nm～1mm的节距周期性地重复的形状。更优选表示高度为1μm～100μm的凸形状以1μm～100μm的节距周期性地重复的形状。例如，如图所示，线状延伸的三角形沟槽以多个条纹状排列的形状。图1中显示了剖面为三角形的沟槽，但不限于三角形，半圆形或半椭圆形等也可以用于本发明。而且沟槽不一定是直线，也可以是曲线的条纹图案。“微细凹凸形状”还包括如图2所示的以压纹形状为代表的具有2维图案的形状。图2中显示了凸形状为半圆形的压纹形状，但圆锥和/或长方体等其它凸形状也可以用于本发明。
另外，所谓“赋形压力取得极小值”，是指将赋形面分割成边长10mm的格子状时，当任意格子内的平均赋形压力为P、与该格子相接的8个格子的平均赋形压力分别为P1～P8时，P≤Px对于所有x都成立(这里x是1～8的自然数)。即，所谓“赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位”，是指赋形面内不存在P≤Px对于所有x都成立那样的格子。换句话说，对于赋形面内的所有格子，至少存在1个满足平均赋形压力Px＜P那样的邻接格子。此外，只要以10mm间隔测定时的赋形压力分布不取极小值，就能够充分实现本发明的目的。
其次，本发明的优选赋形压力分布的例子示于图3。图中所示的虚线a是赋形面内的线，该线上具有最大赋形压力部分。并且，从该最大赋形压力部分起沿着x方向，赋形压力不会取得极小值，而是单调地减少。另外，适合本发明的其它赋形压力分布例子示于图4。在图4中，沿着赋形面的x方向的一端b存在最大赋形压力部分，从该最大赋形压力部分起沿着x方向向另一端，赋形压力不会取得极小值，而是单调地减少。通过形成这样的赋形压力梯度，即使在成型时在压印模具与片状树脂基材之间、或者中间基材与片状树脂基材之间产生空气滞留的情况下，空气也会由于空气周围的赋形压力差而向赋形压力低的一侧移动。即，在图3的情况下，从虚线a起沿着x轴方向，残存空气沿着赋形压力梯度被排出。在图4中，残存空气从赋形面的x轴方向的一端起向另一端沿着赋形压力梯度排出。另外，该排出力与空气周围的赋形压力差成比例地变大。这样因为空气滞留被消除，所以可以得到均匀且高精度的转印成型状态。如果赋形面内存在赋形压力的极小值，则此处会滞留空气，造成转印不良。
特别是，当压印模具或中间基材的微细凹凸形状的凹形状如图1所示那样是直线或曲线状并列延伸的沟槽、且多个沟槽并列配置成条纹状时，除了赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位之外，还优选加压使得沿着沟槽的纵长方向存在赋形压力差、存在最大赋形压力部分并且赋形压力不具有极小值。这是因为，封闭在沟槽和片状基材内的空气难以穿越微细凹凸形状的凸部移动到其它沟槽，因而沿着沟槽形成赋形压力分布，从而有效地排除空气。这时的所谓“沿着沟槽的纵长方向具有赋形压力的极小值”，是指分割出上述10mm见方的格子使其沿着沟槽的纵长方向排列，当任意格子内的平均赋形压力为P，与该格子沿着沟槽的纵长方向邻接的2个格子的平均赋形压力分别为P1、P2时，P≤P1且P≤P2成立。即，所谓“沿着沟槽的纵长方向不具有赋形压力的极小值”，是指沿着沟槽的纵长方向不存在P≤P1且P≤P2成立那样的格子。换句话说，对于沿着沟槽的纵长方向所有格子，至少存在1个满足P1＜P或P2＜P那样的邻接格子。
进而，在本发明的方法中，优选当加压板的加压力变为最大时，赋形压力变化量的绝对值从最大赋形压力部分起沿着赋形压力梯度单调地增加。图5显示从图3的正面方向(y轴的负方向)观察赋形面压力分布的图。图6显示由正面方向观察具有区域c的赋形压力分布的例子的图，所述区域c是赋形压力变化量的绝对值不从最大赋形压力部分起沿着赋形压力梯度单调增加的区域。图5是本发明中更优选的压力分布。具体地说，可以使用抛物线、圆弧、悬链曲线等。可使用的曲线并不限于这些，只要是具有赋形压力变化量的绝对值从最大赋形压力部分起沿着赋形压力梯度单调增加的外形即可。
图5中，赋形压力梯度由位于赋形面中心的最大赋形压力部分向端部变陡，因而随着空气向端部移动，排出力增加。由此，越到赋形面的端部，空气排出速度越上升，因而即使短时间加压也能够充分排除空气。即，可以加快成型周期从而提高生产性。
如图6的区域c那样，如果赋形压力的变化量沿着赋形压力梯度单调地减少，则该区域中赋形压力的梯度变缓。因此，滞留的空气周围的赋形压力差变小，排出力降低。这种情况下也能够排出空气，但空气排出需要花费时间。因而，如果考虑生产性，则优选图5所示的赋形压力分布。
为了得到上述本发明的优选赋形压力分布，优选使压印模具的赋形面向片状基材弯曲成凸型。使用图11～图13对于使压印模具的赋形面弯曲的方法进行说明。
图11显示具有厚度分布的压印模具的一例。设定该压印模具的厚度，使得压印模具赋形面内的一部分取厚度的最大值，并且在压印模具赋形面内不具有厚度的极小值。在压印模具赋形面的微细凹凸形状为多个沟槽并列排列的情况下，优选压印模具的厚度沿着沟槽的纵长方向变化。更优选设定成厚度的变化量的绝对值从最大厚度部分起沿着厚度梯度单调地增加。通过形成这样的厚度分布、并赋予压印模具赋形面弯曲的外形，可以在赋形时得到上述本发明优选的压力分布。
这里，所谓“具有厚度的极小值”，是指将赋形面分割成边长10mm的格子状时，当任意格子内的平均厚度为T、与该格子相接的8个格子的平均厚度分别为T1～T8时，T≤Tx对于所有x都成立(这里x是1～8的自然数)。即，所谓“赋形面内不具有厚度的极小值”，是指赋形面内不存在T≤Tx对于所有x都成立那样的格子。换句话说，对于赋形面内的所有格子，至少存在1个满足平均厚度Tx＜T那样的邻接格子。最大厚度部分与最小厚度部分的厚度差范围优选为1μm～500μm，更优选为1μm～200μm。如果厚度差小于1μm，则赋形时得不到充分的压力梯度，有时无法排出空气。另外，如果厚度差大于500μm，则有时在厚度薄的地方得不到充分的成型压力，导致转印不良。
下面说明图11所示的压印模具的制作方法。首先，为了赋予后述的模具材料的赋形面侧所需的弯曲外形，在可以3维加工的NC加工机中输入曲面的数据进行加工。接着使用具有与微细凹凸形状的剖面相同的形状的加工钻头，沿着该外形用相同的NC加工机进行切削加工，从而在压印模具的赋形面上形成微细凹凸形状。
图11中仅赋予赋形面上弯曲外形，但也可以赋予压印模具赋形面的反面或压印模具的两面弯曲外形。这时首先使用上述NC加工机加工压印模具赋形面的反面的外形。接着在NC加工机的台阶上介由夹具安放模具材料以便能够加工赋形面。接下来可以按照上述方法用NC加工机将压印模具赋形面加工成弯曲形状、以及微细凹凸形状。因为已经实施加工的压印模具赋形面的反面是曲面，因而不能将该面作为加工基准而直接设置在NC加工机上，所以使用夹具。
图12显示了使压印模具赋形面的相反侧存在曲率中心那样地弯曲厚度一定的压印模具，从而使压印模具赋形面具有弯曲外形的压印模具的一例。在使用该压印模具在片状基材上赋形微细凹凸形状时，当施加加压力时弯曲的压印模具变为平板状，于是产生了要返回至原来的弯曲形状的回弹力。通过该回弹力，可以得到所需的压力分布。弯曲曲率半径优选为120m～60000m，更优选为300m～60000m。如果曲率半径小于120m，则不能在整个赋形面上获得成型所需要的压力，有时导致转印不良。另外如果曲率半径大于60000m，则有时得不到排出空气所需的足够的压力梯度。
图12所示的压印模具与图11所示的具有厚度分布的压印模具同样，可以采用NC加工机和具有与微细凹凸形状的剖面相同的形状的加工钻头来制作。
图13是显示在具有厚度分布的板7上放置压印模具，并使板7与压印模具的压印模具赋形面的反面密合那样地进行设置的一例的图。该板的面内的一部分取厚度的最大值，且面内不具有厚度的极小值。更优选厚度变化量的绝对值从最大厚度部分起沿着厚度梯度单调地增加。通过保持该板与压印模具赋形面的相反侧的面密合，从而使压印模具赋形面具有弯曲的外形。
这里，所谓“面内不具有厚度的极小值”，与上述压印模具中“赋形面内不具有厚度的极小值”是同样的含义。板的最大厚度与最小厚度的厚度差范围优选为1μm～500μm，更优选为1μm～200μm。如果厚度差小于1μm，则得不到足够的压力梯度，有时无法排出空气。另外如果厚度差大于500μm，则在厚度薄的地方得不到足够的成型压力，有时导致转印不良。另外该板不一定要设置在压印模具赋形面的相反侧的面上。只要能够赋予赋形面所需的压力外形，则可以在与设置了压印模具的加压板相反侧的加压板的片状基材侧等任何地方设置。
作为上述压印模具的材料，只要能够得到所需的挤压时的强度、图案加工精度、片的脱模性即可。优选使用例如不锈钢、含有镍、铜等的金属材料、硅氧烷、玻璃、陶瓷、树脂或者在这些材料的表面上被覆用于提高脱模性的有机膜而成的材料。
上述本发明优选的赋形压力分布，可以通过在压印模具与中间基材之间挤压片状基材而得到的。如果没有中间基材，则仅弯曲的顶点受到赋形压力，不仅得不到所需的压力分布，而且会发生转印不良。为了防止这种情况，通过设置中间基材并在挤压时使中间基材变形，从而使挤压力分散到整个赋形面，获得上述本发明优选的赋形压力分布。
另外，中间基材优选具有缓冲性。这里所谓“具有缓冲性”，是指当加压板的加压力变为最大时，能够随着压印模具赋形面的弯曲形状变形，且具有能够吸收压印模具和/或片状基材、中间基材本身的厚度不均匀的弹性和可挠性，并能够产生与其变形量相应的回弹力。通过该弹性和可挠性，可以无间隙地抵接压印模具和片状基材，并且也可以无间隙地抵接中间基材和片状基材。其结果是很容易获得本发明中优选的赋形压力分布。进而从生产性观点考虑，优选即使反复使用回弹特性也不变化的基材。
图7是显示制作本发明优选的赋形压力分布的方法的概念图。在图7中，3是上部加压板，8是下部加压板，5是片状基材，4是中间基材，6是压印模具，62是压印模具赋形面。图7(a)表示加压前的状态，图7(b)表示加压中的状态。另外，距离H是下部加压板的上面与压印模具赋形面之间的距离。
加压前为平板状态的中间基材，在加压中对应于压印模具赋形面的弯曲形状而变形。特别是由于中间基材具有缓冲性而容易随着压印模具赋形面的弯曲形状而变形。赋形压力由中间基材的变形量和压缩弹性模量的关系决定，变形量越大则赋形压力越大。在图7(b)所示的加压中的状态下，在压印模具赋形面的中央部分中间基材的变形量最大，越向端部越小。这表示，在赋形面中央部分赋形压力最大，向端部赋形压力单调地减少。如上所述，通过该赋形压力差，可以排除赋形时滞留的空气。
这时，中间基材的压缩弹性模量优选为0.1MPa～200MPa，更优选为0.1MPa～50MPa。如果压缩弹性模量低于0.1MPa，则赋形面内的赋形压力差变小，有时不能排除空气。另外，有时排除所需要的时间变长，生产性恶化。如果压缩弹性模量大于200MPa，则赋形面内的赋形压力差变得过大，因此有时在赋形压力低的部分得不到足够的赋形压力而导致转印不良。通过赋予中间基材合适的压缩弹性模量，可以得到用于排出滞留的空气的赋形压力分布。其结果是空气滞留不良消失，并且可以提高生产性。
另外，中间基材的厚度范围优选为0.1mm～50mm，更优选为0.3mm～30mm。如果厚度小于0.1mm，则有时中间基材的变形量变小，上述缓冲性欠缺，难以充分追随压印模具的弯曲形状，从而导致转印不良。另外，如果厚度大于50mm，则加压时中间基材的压缩变形量大，需要延长上部加压板的冲程。这将导致设备费用增大和/或制造周期下降，是非效率的。
作为有这种特性的中间基材，具体地说，优选为天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、丁苯橡胶、氯丁二烯橡胶、硅氧烷橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶等橡胶类。更优选在片状基材的玻璃化转变温度+50℃的温度下具有足够耐热性的橡胶材料。具体地说，更优选硅氧烷橡胶和氟橡胶。
进而为了具有上述缓冲性，中间基材优选在受到应力变形时伴随体积变化。这是因为，如果赋形面的面积大，则在橡胶材料沿着压印模具的弯曲形状压缩变形时，变形部分的体积没有去处，表观弹性模量变得非常大，难以追随该弯曲形状的原因。因此，中间基材优选具有体积变化性。作为实现该目标的方法，优选使用以下材料：(a)海绵等内部具有气泡的高分子材料，优选该高分子含有树脂或橡胶；(b)层叠有橡胶和体积变化层的复合材料；(c)体积变化层中含浸有橡胶的复合材料等。另外上述(a)～(c)的任意组合构成都优选用于本发明。体积变化层优选使用将纤维类进行编和/或织而成的材料、以及无纺布等、还有将这些材料层叠而成的材料。如果中间基材由这些部件构成，则可以容易地获得良好的缓冲性。
然而，如果直接使用这些橡胶材料和橡胶复合材料作为中间基材，则与片状基材的摩擦系数大，滑动性恶化。这种状态下，如果成型前的片状基材和/或中间基材发生松弛，则即使施加成型压，也由于中间基材与片状基材的摩擦而不能消除该松弛，从而造成转印不均匀。为了防止这种状况，优选对中间基材进行压纹加工，降低与片状基材的接触面积，从而降低摩擦系数。或者，优选在与上述中间基材的片状基材相对向的面上设置氟树脂和/或聚酯树脂等与片状基材的滑动性良好的片。另外，中间基材不一定是1种，可以自由组合使用上述橡胶类、氟树脂、聚酯树脂等。
另外在本发明中，优选设定距离H的变化量的绝对值使其从取H的最大值的地方起沿着赋形压力梯度单调地增加。这样一来，赋形压力变化量的绝对值也从最大赋形压力部分起沿着赋形压力梯度单调地减少。其结果是可以得到上述本发明优选的赋形压力分布。
此外，为了确认通过上述构成而得的赋形压力分布，有挤压压敏纸的方法；和/或挤压根据压力而发生塑性变形的片，并测定挤压后的厚度变化量的方法。
进而，本发明通过在中间基材上也设置带有细凹凸形状的赋形面，不仅可以在片状基材的压印模具侧的面上赋形微细凹凸形状，而且在中间基材侧的面上也可以赋形微细凹凸形状。
为了在中间基材上设置想要赋形的微细凹凸形状，可以采用通过NC加工机等直接加工中间基材的表面的方法，如果是随机的凹凸图案，也可以通过喷丸处理和/或蚀刻、等离子体处理和/或准分子激光器来在表面形成凹凸。进而，如图10所示，在缓冲材料上层叠转印片制成中间基材、并以该转印片作为中间基材的赋形面的方法在本发明中是优选的。由于该转印片不可以损害缓冲材料的缓冲性，因此优选为具有可挠性的材料。这样通过分开缓冲材料和转印片，容易实现各自最佳化，从而得到所需的赋形压力分部和所需的微细凹凸形状，并获得良好的转印性。
作为这样的转印片，可以使用通过以下所示方法制造的电铸片。即，准备母模，该母模是用NC加工机等在片状基材的与中间基材相对向的面上加工想要转印的微细凹凸形状而成的，将该母模放入电镀槽中对该母模进行电镀，从电镀槽中取出，然后揭下电镀部分作为转印片的方法。作为电镀的金属，优选使用镍和/或其合金，但也可以是其它金属。
本发明的转印片更优选使用树脂片。如果使用氟系树脂和/或硅氧烷系树脂等耐热性材料，则可以通过利用NC加工机的机械加工而在表面设置微细凹凸形状，从而制作转印片。另外，如果使用聚二甲基硅氧烷作为材料，则除了机械加工外，还可以通过光刻法来设置微细凹凸形状。
转印片的优选材料是具有热塑性的聚对苯二甲酸乙二酯、聚2，6-萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等聚酯系树脂，聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃系树脂，聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚醚系树脂、聚酯酰胺系树脂、聚醚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、聚碳酸酯系树脂或聚氯乙烯系树脂等。其中，由于从共聚单体的种类多样、并由此容易调整材料物性等原因，特别优选由选自聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、丙烯酸系树脂或它们的混合物中的热塑性树脂为主形成的材料。进而，上述热塑性树脂优选占转印片整体的50重量％以上。
为了在这些材料上设置微细凹凸形状，可以准备在片状基材的与中间基材相对向的面上具有想要转印的微细凹凸形状的母模，将该母模进行加热，然后使用一对加压板挤压模具和热塑性片。获得转印片的装置可以使用本发明的微细凹凸形状转印装置。这样，通过使转印片为树脂片，与电铸片不同，不需要用于制作转印片的其它装置，只要预先制作母模，就可以在短时间内廉价地获得转印片。
此外，如果想要赋形在片状基材的与中间基材相对向的面上的形状可以是随机的凹凸图案，则可以在树脂片表面上通过喷丸处理和/或蚀刻、等离子体处理和/或准分子激光器来设置凹凸形状。
在片状树脂基材两面上转印微细凹凸形状的情况下，优选仅将压印模具从其内部进行加热。这是因为，由于与片状基材直接相接的压印模具内有热源，因而热源与片状基材间的热阻小，从而可以将片状基材迅速加热到所需的温度的原因。由此，通过上述方法在片状基材两面上赋形微细凹凸形状时，即使在中间基材侧不带有热源，也可以在短时间内将片状基材的与中间基材相对向的面升温至所需的温度，从而可以将设置在中间基材上的微细凹凸形状也转印到片状基材上。即，中间基材侧不需要特别的加热源，从而可以削减设备费、减少使用能量。这里所谓“所需的温度”，是指片状基材的(玻璃化转变温度+10℃)～(玻璃化转变温度+50℃)。如果低于(玻璃化转变温度+10℃)，则微细凹凸形状向片状基材的转印性可能恶化。另外，如果高于(玻璃化转变温度+50℃)，则片状基材可能变质。
压印模具整体与片状基材整体热容量的比率优选为100∶1～5000∶1。如果小于100∶1，则在由压印模具向片状基材进行热传导时，压印模具的温度降低变大，片状基材不能充分被加热。另外，如果大于5000∶1，则加热压印模具需要时间，从而没有效率。同时为了使其大于5000∶1，为了确保热容量，需要将压印模具大型化，不经济且难以处理压印模具。
加压时向片状基材的热传导率受到设置在压印模具上的微细凹凸形状的种类、压印模具与基材的表面形状、加压力等影响，优选为50W/m2·K～5000W/m2·K的范围。如果小于50W/m2·K，则加热片状基材要花费过多的时间，生产效率可能恶化。另外大于5000W/m2·K实际上是困难的。
为了从内部加热压印模具，可以使用对压印模具本身流通电流、通过焦耳热进行加热的方法，和/或在压印模具内埋入电热器的方法，但是在本发明中，更优选在压印模具内设置热媒通路并在其中流通热媒的方法。
使用图8具体地说明本发明优选的在内部设有热媒通路的压印模具。如图8(a)的平面图、图8(b)的侧面图所示，压印模具6具有赋形面62，内部设有流路61。63a是热媒进入集合管，63b是热媒返回集合管，P是设置流路61的流路节距，T是压印模具的厚度，S是流路至赋形面62的距离(最短部分)，D表示流路的直径，从确实地获得加热效果、更有效地获得本发明的效果的方面出发，这些值有优选的范围。根据本发明者们的各种知识，P/S的优选范围是1～4。如果小于1，则表面加热速度变慢。另外如果大于4，则有时在压印模具的表面会产生温度不均匀。另外，压印模具的厚度T优选为20mm～50mm的范围。如果不足20mm，则有时压印模具的平面度变差，根据片状基材的尺寸等而不优选。另外，同时如果不足20mm，则压印模具的热容量变小，在加热片状基材时，压印模具的温度降低变大。如果大于50mm，则一般要花费过多的加热时间。流路的直径D优选为4mm～8mm的范围。如果不足4mm，则有时难以加工流路和/或压力损失变大。如果大于8mm，则热媒～流路壁面的薄膜传热系数降低，与此相应加热所需的时间变长。进而为了有效地传热，优选热媒流路的雷诺数为1.0×104～12×104。另外为了实现赋形面温度分布的均匀化，优选在位于端部的流路的内侧设置赋形面62。另外，特别是从能够减小加热中温度不均匀方面出发，各流路中热媒的流动方向还优选相邻的流路中的热媒逆向流动。这里所谓“相邻的流路”，除了1支1支地相邻，也包含每2支相邻等多支相邻的状态。
另外，在本发明中，可以应用即使在压印模具非加热过程中热媒也在压印模具部分以外进行循环调温的构成，但是优选在压印模具加热过程中、非加热过程中都能相对于压印模具的赋形面积充分确保流通热媒的流路(以下称为热媒循环共通流路)的内容积。这里所谓充分确保，是指确保1次压印模具加热过程所需要的热媒体积以上的容积。在压印模具加热过程中热媒通过压印模具内，然后如果不充分再加热就再导入压印模具内，则由于热媒的初期温度低而在中途加热速度减慢，加热时间变长。如果充分确保热媒循环共通流路的内容积，则可以防止热媒初期温度降低导致的加热速度减慢。此外，因为市售调温机的加热罐容量最多为10L左右，加热器功率为20KW左右，所以在具有边长为300mm以上的大的赋形面积的情况下，优选在热媒循环共通流路中设置内装有其它加热器的缓冲罐。
另外，优选压印模具的内部设有冷却手段。这里所谓冷却手段，例如可以通过使得在压印模具内形成流通冷却介质的流路来实现。这里，冷却介质流路可以与上述热媒流路分开设置，但更优选与热媒流路共通化。在与热媒流路共通化的情况下，优选具有使上述热媒和上述冷却介质在相同流路中依次交替地循环的交替手段。例如，如图9所示，优选介由交替阀9将热媒循环用的加热装置10和冷却介质循环用的冷却装置11连接在压印模具上，使得热媒、冷却介质交替地流过压印模具。此外，优选热媒、冷却介质是相同的介质，优选为可以得到高的热传导性能的水。另外，由于在交替热媒和冷却介质时，不需要赶出残留在压印模具内的介质，因而可以实现周期缩短。如果制成这样的构成，就可以更快且准确地进行压印模具的加热、冷却。
此外，在冷却中，由于吸热源存在于压印模具内部，可以迅速冷却片状基材，因此基于与上述不需要针对中间基材的热源相同的理由，也不需要针对中间基材的特别吸热源。
进而，对于在压印模具冷却过程中、非冷却过程中都流通冷却介质的流路(以下称为冷却介质循环共通流路)的内部容积，也与热媒循环共通流路的内容积一样，为了防止冷却速度减慢，优选在冷却介质循环共通流路的中途设置缓冲罐等内容积增量装置。
以上是在中间基材上也设置微细凹凸形状、在片状基材两面形成微细凹凸形状的情况，但对于仅在片状基材的压印模具侧的面上进行赋形的情况，通过仅将压印模具从其内部进行加热，也可以迅速加热片状基材，从而提高生产性。
本发明的制造方法可以通过以下(I)或(II)的制造装置来实施。
(I)一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
本发明的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、以及
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构。
(II)一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
具有微细凹凸形状的赋形面的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构、以及
设置在该一对加压板中的至少一个加压板的加压方向侧的面上的凸形状的板，
该板具有厚度分布，在板的面内具有最大厚度部分、且面内不具有厚度取极小值的部位。
特别是在(II)的制造装置中，压印模具的赋形面也可以不向片状基材弯曲成凸型。
进而在(II)的制造装置中，在压印模具赋形面的微细凹凸形状的凹形状、或中间基材赋形面的微细凹凸形状的凹形状为并列排列的多个沟槽的情况下，优选设置板使得板的厚度沿着沟槽的纵长方向变化。通过这样设置板，可以进行加压使得沿着沟槽的纵长方向存在赋形压力差，并且存在最大压力部分，而且赋形压力不具有极小值。
进行在(II)的制造装置中，优选板的每单位长度的厚度变化量的绝对值，从最大厚度部分起沿着厚度梯度单调地增加。通过形成这样的厚度，可以在加压力变为最大时，使压力变化量的绝对值从最大压力部分起沿着压力梯度单调地增加。
图10、18、19是显示本发明的微细形状转印片制造装置的一实施方式例的概略正面示意图。
图18是在压印模具上形成了厚度分布并在赋形面上形成了弯曲形状的微细形状转印片的制造装置。图19是通过在加压板上设置形成了厚度分布的板，从而在压印模具的赋形面上形成了弯曲形状的微细形状转印片的制造装置。图10是在图18的微细形状转印片的制造装置中，进一步使中间基材具有缓冲性、且中间基材上也具有赋形面的装置。1是微细形状转印片制造装置，2是挤压装置，3是上部加压板，8是下部加压板，5是片状基材，4是中间基材，41是具有缓冲性的部件(以下称为缓冲材料)，42是中间基材赋形面，6是压印模具，62是压印模具赋形面。设置压印模具使得赋形面相对片状基材突出。在图19中，在压印模具与下部加压板之间设置形成了厚度分布的板，但是只要能够在赋形面上形成上述所需的赋形压力分布，则也可以设置在上部加压板与中间基材之间等。
挤压如下进行：与未图示的油压泵和油罐连接，通过油压泵来控制上部加压板3的升降动作和加压力。另外，本实施方式中应用了油压方式的压榨筒，不过可以使用任何能够控制加压力的装置。
挤压压力范围优选控制在0.1MPa～20MPa的范围，更优选控制在1MPa～10MPa的范围。如果挤压压力小于0.1MPa，则得不到转印微细凹凸形状所需的充分压力。如果挤压压力大于20MPa，则设备过大，不经济。
本发明中使用的压印模具6如上所述设有调温用的热媒·冷却介质回路，介由交替阀9由热媒调温泵10和冷却介质调温泵11供给热媒或者冷却介质，从而可以进行压印模具的加热和冷却。
进而本发明如上所述，通过在中间基材上也设置带有微细凹凸形状的赋形面，从而不仅可以在片状基材的压印模具侧的面上形成微细凹凸形状，而且可以在中间基材侧也形成微细凹凸形状。对于在中间基材上设置带有微细凹凸形状的赋形面的手段，如上所述。
图14是显示使用图10所示的本发明的微细形状转印片的制造装置，赋形面中的加压力变为最大时的状态的正面概略示意图。如上所述，通过按照压印模具赋形面62的弯曲形状使中间基材变形，可以获得所需的赋形压力分布。
可用于本发明的片状基材是以热塑性树脂为主要成分的片，该热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg优选为40～180℃、更优选为50～160℃、最优选为50～120℃。如果玻璃化转变温度Tg小于40℃，则成型品的耐热性降低，形状容易随着时间变化。另外如果Tg超过180℃，则不得不提高成型温度，在能量方面是非效率的。并且片状基材加热、冷却时的体积变动变大，有时片状基材滞留在压印模具上而不能脱模，而且即使能够脱模，图案的转印精度也会降低，案部分缺损而形成缺损点。
作为可用于本发明的片状基材的主要成分的热塑性树脂，具体地说优选含有聚对苯二甲酸乙二酯、聚2，6-萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯等聚酯系树脂，聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等聚烯烃系树脂，聚酰胺系树脂、聚酰亚胺系树脂、聚醚系树脂、聚酯酰胺系树脂、聚醚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂、聚碳酸酯系树脂或聚氯乙烯系树脂等。其中，由于共聚单体的种类多样、且由此容易调整材料的物性等原因，特别优选由选自聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、丙烯酸系树脂或它们的混合物中的热塑性树脂为主形成。此外，上述热塑性树脂优选占片状基材整体的50重量％以上。
可用于本发明的片状基材既可以是由上述树脂的单体形成的片，也可以是由多个树脂层形成的层叠体。这种情况下，与单体片相比，可以赋予易滑性和/或耐摩擦性等表面特性，和/或机械强度、耐热性。这样在片状基材是由多个树脂层形成的层叠体的情况下，优选整个片满足上述要件。但是，即使作为整个片不满足上述要件，只要至少在表层形成满足上述要件的层，则也能够容易地在其表层形成微细凹凸形状。
另外，作为可用于本发明片状基材的优选厚度(厚度指膜厚)，如果能够断续地成型出卷成辊状的片，则优选为0.01～1mm。如果不足0.01mm，则没有成型所需的足够厚度。如果比1mm厚，则由片状基材的压印模具侧的面、向中间基材侧的面的热传导效率恶化，中间基材侧的面达到可以成型的温度需要花费时间，生产性可能恶化。另外如果比1mm厚，则一般难以运输。
实施例
以下基于实施例，对于本发明的方法、装置的具体构成、效果进行说明。以下实施例分别是采用(1)～(10)所示方式的压印模具和/或挤压装置、加工条件进行赋予微细形状的加工，制造微细形状转印片的。此外，以下实施例是本发明的实施方式的一例，本发明并不限于这些。
[实施例1]
(1)压印模具尺寸：500mm(片宽方向)×800mm(片行走方向)×30mm(厚度)
(2)压印模具材质：铜
(3)压印模具的微细凹凸形状：使用节距50μm、凸宽25μm、凸部高度50μm、由片行走方向观察时剖面形状为半椭圆的沟槽，且该沟槽为条纹状的材料。
(4)挤压装置：可以加压至最大3000kN，加压通过油压泵进行。
(5)调温：在压印模具上设置调温用的热媒管路，用125℃的水加热，用50℃的水冷却。
(6)片状基材：由聚对苯二甲酸乙二酯制成，厚度为120μm，宽度为520mm。
(7)中间基材：叠合厚度300μm的硅橡胶和由200μm的聚酯系树脂制成的平滑膜，粘贴在上部加压板上。这时，按照平滑膜与片状基材相接的顺序进行叠合。
(8)压印模具设置方法：在压印模具的赋形面的相反侧面设置图15(a)所示的凸板，使该板与压印模具的赋形面的相反侧面密合并固定。
(9)将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向的赋形压力分布，结果为图15(b)所示的赋形压力分布。即，赋形面中心部分具有最大赋形压力部分，赋形面内没有赋形压力最小部分，但赋形压力的减少量不沿着赋形压力的梯度单调增加。
(10)使用上述装置如下地进行成型。
预先将片状基材设置在在压印模具上。接着在压印模具内通入调温水，加热至压印模具温度为105℃。接着使安装了中间基材的上部加压板下降，开始片状基材的挤压。挤压以1700kN实施3秒。另外，挤压中停止调温水的通水。然后，在继续挤压的状态下在压印模具中流入冷却水，当压印模具温度为70℃时停止冷却，释放压力。然后使片从压印模具上脱模。
重复上述操作，制成10片在片状基材的压印模具侧赋形了微细凹凸形状的成型片。目视评价成型面，结果成型面的95％区域得到了良好的转印，5％的区域发生了一些空气滞留和/或转印不良。另外，使用扫描型电子显微镜，在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为85％。这里所谓“填充率”，是指当从模具的微细凹凸形状的凸形状的顶点至凹形状的底部的距离为A，从转印在片状基材上的微细凹凸形状的凸形状顶点至凹形状的底部的距离为B时，用百分率表示B/A而得的值。
[实施例2]
除了用加压板挤压的时间为15秒以外，与实施例1同样地，制成10片成型片。目视评价成型面，结果没有空气滞留和/或转印不良，得到了全面均匀转印的成型片。另外，使用扫描型电子显微镜，在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为93％。
[实施例3]
(1)压印模具尺寸：与实施例1相同。
(2)压印模具材质：与实施例1相同。
(3)压印模具的微细凹凸形状：与实施例1相同。
(4)挤压装置：与实施例1相同。
(5)调温：与实施例1相同。
(6)片状基材：与实施例1相同。
(7)中间基材：与实施例1相同。
(8)压印模具设置方法：在压印模具下设置具有抛物面的凸板，使该板与压印模具非赋形面密合并固定。
(9)将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向的赋形压力分布，结果为图5所示的赋形压力分布。即，赋形面中心部分具有最大赋形压力部分，赋形面内不存在赋形压力最小部分，且赋形压力的减少量沿着赋形压力的梯度单调增加。
(10)使用上述装置，按照与实施例1相同的加工条件进行成型。
重复上述操作，制成10片成型片。目视评价成型面，结果没有空气滞留和/或转印不良，得到了全面均匀地转印了微细凹凸形状的成型片。另外，使用扫描型电子显微镜，在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为98％。
[实施例4]
(1)压印模具尺寸：与实施例1相同。
(2)压印模具材质：与实施例1相同。
(3)压印模具的微细凹凸形状：使用节距25μm、凸部高度12.5μm、由片行走方向观察时剖面形状为等腰直角三角形的沟槽，且该沟槽为条纹状的材料。
(4)挤压装置：与实施例1相同。
(5)调温：与实施例1相同。
(6)片状基材：由聚对苯二甲酸乙二酯制成，厚度为100μm，宽度为520mm。
(7)中间基材：将氟树脂与5mm厚度的乙丙橡胶粘合在一起，然后粘贴在上部加压板上。这时按照氟树脂与片状基材相接的顺序进行叠合。
(8)压印模具设置方法：与实施例3同样。
(9)将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向的赋形压力分布，结果为图5所示的赋形压力分布。即，赋形面中心部分具有最大赋形压力部分，赋形面内不存在赋形压力最小部分，且赋形压力的减少量沿着赋形压力的梯度单调增加。
(10)使用上述装置，按照与实施例1相同的加工条件进行成型。
重复上述操作，制成10片成型片。目视评价成型面，结果没有空气滞留和/或转印不良，得到了全面均匀转印的成型片。另外，使用扫描型电子显微镜观察成型出的微细凹凸形状，结果在压印模具侧形成等腰直角三角形的条纹图案，在中间基材侧形成随机的凹凸图案。在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为98％。
[实施例5]
(1)压印模具尺寸：与实施例1相同。
(2)压印模具材质：与实施例1相同。
(3)压印模具的微细凹凸形状：与实施例4相同。
(4)挤压装置：与实施例1相同。
(5)调温：与实施例1相同。
(6)片状基材：与实施例1相同。
(7)中间基材：叠合厚度2mm的在耐热性尼龙纺织布中含浸了氟橡胶而成的缓冲材料、和由厚度200μm的氟树脂(FEP)制成的平滑膜，粘贴在上部加压板上。这时按照平滑膜与片状基材相接的顺序进行叠合。
(8)压印模具设置方法：与实施例1同样。
(9)将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向的赋形压力分布，结果为图15(b)所示的赋形压力分布。即，赋形面中心部分具有最大赋形压力部分，赋形面内不存在赋形压力最小部分，且赋形压力的减少量沿着赋形压力的梯度单调增加。
(10)使用上述装置，按照与实施例1相同的加工条件进行成型。
重复上述操作，制成10片在片状基材的压印模具侧赋形了微细凹凸形状的成型片。目视评价成型面，结果没有空气滞留和/或转印不良，得到了全面均匀转印的成型片。另外，使用扫描型电子显微镜观察成型出的微细凹凸形状，结果在两面形成等腰直角三角形的条纹图案。另外，在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为98％。
[实施例6]
(1)压印模具尺寸：与实施例1相同。
(2)压印模具材质：与实施例1相同。
(3)压印模具的微细凹凸形状：节距10μm、凸部高度5μm、由片行走方向观察时剖面形状为等腰直角三角形的沟槽，该沟槽为条纹状。
(4)挤压装置：与实施例1相同。
(5)调温：在压印模具上设置调温用的热媒管路，用140℃的水加热，用60℃的水冷却。
(6)片状基材：与实施例1相同。
(7)中间基材：将厚度2mm的在耐热性尼龙纺织布中含浸了氟橡胶而成的缓冲材料的片状基材侧的面上实施喷丸处理，形成随机的凹凸形状。凹凸形状的平均深度为约10μm，相邻的凸与凸的间隔平均为约20μm。
(8)压印模具设置方法：与实施例3同样。
(9)将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向的赋形压力分布，结果为图5所示的赋形压力分布。即，赋形面中心部分具有最大赋形压力部分，赋形面内不存在赋形压力最小部分，且赋形压力的减少量沿着赋形压力的梯度单调增加。
(10)使用上述装置，按照以下方法进行成型。
预先在压印模具上设置基材片。接着在压印模具中通入调温水，加热至压印模具温度变为120℃，然后使安装了中间基材的上部加压板下降，开始基材片的挤压。挤压在7秒内升压至2250kN，升压结束后保持压力3秒。另外，挤压中停止调温水的通水。然后，在继续挤压的状态下在压印模具中通入冷却水，当压印模具温度为90℃时停止冷却，释放压力。然后使片从压印模具上脱模。
重复上述操作，制成10片在片状基材的两面赋形了微细凹凸形状的成型片。目视评价成型面，结果没有空气滞留和/或转印不良，得到了全面均匀转印的成型片。另外，使用扫描型电子显微镜观察成型出的微细凹凸形状，结果在压印模具侧形成了等腰直角三角形的条纹图案，在中间基材侧形成了随机的凹凸图案。在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为98％。这里所谓的“填充率”与实施例1中的概念含义相同。
[实施例7]
(1)压印模具尺寸：与实施例1相同。
(2)压印模具材质：与实施例1相同。
(3)压印模具的微细凹凸形状：与实施例6相同。
(4)挤压装置：与实施例1相同。
(5)调温：与实施例6相同。
(6)片状基材：与实施例1相同。
(7)中间基材：将厚度2mm的在耐热性尼龙纺织布中含浸了氟橡胶而成的缓冲材料、与由厚度0.2mm的聚对苯二甲酸乙二酯制成的转印片进行层叠。此外，转印片的微细凹凸形状是节距10μm、凸部高度5μm、从片状基材行走方向观察时剖面形状为等腰直角三角形的沟槽，且该沟槽为条纹状。预先在模具上形成能转印出所需的赋形面形状的形状，加热该模具，然后在模具上挤压作为转印片材料即聚对苯二甲酸乙二酯，形成转印片。
(8)压印模具设置方法：与实施例3同样。
(9)将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向的赋形压力分布，结果为图5所示的赋形压力分布。即，赋形面中心部分具有最大赋形压力部分，赋形面内不存在赋形压力最小部分，且赋形压力的减少量沿着赋形压力的梯度单调增加。
(10)使用上述装置，按照与实施例6相同的加工条件进行成型。
重复上述操作，制成10片在片状基材的两面赋形了微细凹凸形状的成型片。目视评价成型面，结果没有空气滞留和/或转印不良，得到全面均匀转印的成型片。另外，使用扫描型电子显微镜观察成型出的微细凹凸形状，结果在两面上形成了等腰直角三角形的条纹图案。另外，在赋形面内的10点上测定树脂的填充率，结果平均为98％。
实施例1～7的结果示于表1。在实施例1的赋形压力分布下，用3秒的挤压时间不能充分地排出空气，但如果如实施例2中将挤压时间延长至15秒，则可以完全排出空气，均匀成型。这是因为，由于在赋形压力变化量减少的部分，空气的排出速度下降，因而完全排出空气需要时间的原因。另外，在实施例3和4的赋形压力分布下，由于赋形压力的变化量沿着赋形压力梯度单调地增加，因而空气排出速度变快，用3秒的挤压时间可以完全地排出滞留的空气。另外，在实施例5中，通过使用缓冲性的中间基材，可以在与实施例1相同的赋形压力分布和成型条件下，用3秒的挤压时间排出空气。另外，在实施例6、7中，在基材两面上赋形微细形状的情况下，通过应用具有缓冲性的中间基材，可以用3秒的挤压时间使空气滞留消失、进行均匀的成型。
[比较例1]
使用与实施例1相同的装置，但是压印模具不介由板而直接设置在下加压板上，在与实施例1相同的条件下制成10片成型片，但所有片中均发生空气滞留导致的成型不良。将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。以10mm的间隔测定沟槽的纵长方向的挤压后的膜的厚度，研究赋形压力分布，结果为图16所示的赋形压力分布，成型时在赋形面内不存在赋形压力梯度。因此，不能排出滞留的空气，造成成型不良。
[比较例2]
使用与实施例1相同的装置，但是对于压印模具，通过在赋形面外的下侧设置高度不同的圆柱状橡胶，从而使赋形面中央部分突出，在开始挤压时从赋形面中央部分开始依次挤压那样地固定在下加压板上。使用该装置在与实施例1相同的条件下制成10片成型片，但所有片中均发生空气滞留导致的成型不良。将塑性变形量根据压力变化的膜进行挤压，以10mm的间隔测定挤压后的膜的厚度。使得边长10mm的格子在挤压时形成压印模具赋形面的沟槽的纵长方向的方向(以下称为沟槽的纵长方向)上排列那样地进行测定。研究沟槽的纵长方向上的压力分布，结果为图17所示的压力分布，在橡胶的间隙中压力取极小值。在压力最小部分中残留滞留的空气，造成成型不良。
[表1]
Figure GPA00001070666800291
曲线图中符号的含义
P1：挤压加压力
t：时间
C：冷却
P2：赋形压力
转印状态的评价
A：没有空气滞留不良，且能够均匀成型。
B：有一些空气滞留，但能够均匀成型。
C：发生空气滞留不良，并不能均匀成型。

Claims (19)

1.一种微细形状转印片的制造方法，是通过在具有带有微细凹凸形状的赋形面的压印模具与中间基材之间设置由热塑性树脂制成的片状基材，用一对加压板对该压印模具和该中间基材向该片状基材方向进行加压，从而在该片状基材上赋形微细凹凸形状的微细形状转印片的制造方法，其中，
进行加压使得当该加压板的加压力变为最大时，该压印模具的赋形面内存在赋形压力差，并且该赋形面内存在最大赋形压力部分，而且该赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位。
2.如权利要求1所述的微细形状转印片的制造方法，其中，所述压印模具的微细凹凸形状的凹形状为并列排列的多个沟槽，并且进行加压使得当所述加压板的加压力变为最大时，沿着该沟槽的纵长方向存在赋形压力差，并存在最大赋形压力部分，且不存在赋形压力取极小值的部位。
3.如权利要求1所述的微细形状转印片的制造方法，其中，进行加压使得在所述压印模具的赋形面中，从所述最大赋形压力部分起沿着赋形压力减少的方向，赋形压力梯度的绝对值单调增加。
4.一种微细形状转印片的制造方法，是所述中间基材具有带有微细凹凸形状的赋形面，并将该微细凹凸形状赋形在所述片状基材的与该中间基材相对向的面上的如权利要求1所述的微细形状转印片的制造方法，其中，
进行加压使得在所述加压板的加压力变为最大时，该中间基材的赋形面内存在赋形压力差，并且该赋形面内存在最大赋形压力部分，而且该赋形面内不存在赋形压力取极小值的部位。
5.如权利要求1所述的微细形状转印片的制造方法，其中，所述中间基材具有缓冲性。
6.权利要求1所述的微细形状转印片的制造方法，其中，当所述加压板的加压力变为最大时，所述中间基材的压缩弹性模量在该中间基材的整个赋形面区域中为0.1MPa～200MPa。
7.一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
具有带有微细凹凸形状的赋形面的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构、以及
设置在该一对加压板中的至少一个加压板的加压方向侧的面上的凸形状的板，
该板具有厚度分布，在板的面内具有最大厚度部分、且面内不存在厚度取极小值的部位。
8.如权利要求7所述的微细形状转印片的制造装置，其中，所述压印模具的微细凹凸形状的凹形状是并列排列的多个沟槽，并设置所述板使得该板的厚度沿着该沟槽的纵长方向变化。
9.如权利要求8所述的微细形状转印片的制造装置，其中，所述板的每单位长度的厚度变化量的绝对值，从所述最大厚度部分起沿着厚度梯度单调地增加。
10.如权利要求8所述的微细形状转印片的制造装置，其特征在于，所述中间基材具有带有微细凹凸形状的赋形面。
11.如权利要求8所述的微细形状转印片的制造装置，其中，所述中间基材具有缓冲性。
12.如权利要求11所述的微细形状转印片的制造装置，其中，所述中间基材是在具有缓冲性的部件上层叠具有微细凹凸形状的转印片而成的。
13.如权利要求12所述的微细形状转印片的制造装置，其中，所述具有缓冲性的部件选自(a)内部有气泡的高分子材料、(b)层叠有橡胶层和纤维层的复合材料和(c)纤维层中含浸了橡胶的复合材料中的至少1种。
14.一种压印模具，是用于在片状基材上转印微细凹凸形状的板状压印模具，其中，
具有带有微细凹凸形状的赋形面，且压印模具整体弯曲，该弯曲的曲率中心存在于该赋形面的相反侧。
15.一种压印模具，是用于在片状基材上转印微细凹凸形状的板状压印模具，其中，
具有带有微细凹凸形状的赋形面，该赋形面内具有厚度变化，并且该赋形面内具有最大厚度部分，而且该赋形面内不具有厚度的极小值。
16.如权利要求15所述的压印模具，其中，所述微细凹凸形状的凹形状是并列排列的多个沟槽，且所述厚度变化是沿着该沟槽的纵长方向的。
17.如权利要求15所述的压印模具，其中，所述压印模具的每单位长度的厚度变化量的绝对值，从所述最大厚度部分起沿着厚度梯度单调地增加。
18.一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
权利要求14所述的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、以及
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构。
19.一种微细形状转印片的制造装置，至少具备下述构件：
权利要求15所述的压印模具、
中间基材、
进一步从两侧夹住该压印模具和该中间基材那样地配置的一对加压板、以及
对该压印模具、该中间基材和该一对加压板进行加压的加压机构。
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