片状模型、其制造方法及其用图_3

文档序号:9382215阅读:来源:国知局
0ppm 左右。
[0060] 固化硅橡胶的拉伸弹性模量例如为0. 1~2000MPa,优选为0. 5~lOOOMPa,进一 步优选为1~l〇〇MPa(特别是1~IOMPa)左右,例如也可以为1~5MPa(特别是1. 5~ 3MPa)左右。若拉伸弹性模量过小(过软),则即使与纤维素纤维等的纤维复合化,操作性 也不会提高,特别地,会成为灌封剂(步7)中所使用那样的硅凝胶,无法片材化。 另一方面,若过大(过硬),则对曲面的追随性降低,若进行薄壁化,则容易产生裂纹。另外, 在本说明书中,拉伸弹性模量可依据JIS K7161测定,详细而言,可通过后述的实施例的方 法测定。
[0061] [片状模型的特征]
[0062] 本发明的片状模型包含固化硅橡胶和纤维。固化硅橡胶相对于纤维的比例例如 相对于纤维100重量份为100~10000重量份,优选为200~9000重量份,进一步优选为 300~8000重量份(特别是500~5000重量份)左右。若固化硅橡胶的比例过少,则片状 模型的脱模性或透明性降低,若过多,则机械强度降低,难以薄壁化。
[0063] 纤维也可以以无纺布的形态包含在片状模型中。即,片状模型可含有在无纺布的 纤维间含浸硅橡胶并固化而成的片状无纺布。此时,在无纺布的缠绕的纤维间填充有固化 硅橡胶,因此,可更有效地提高本发明的片状模型的机械强度,可更容易地薄壁化。另外,无 纺布可使用一片或多片无纺布。
[0064] 在本发明的片状模型中,也可以在片状模型的一面形成目标模面形状。模面的形 状可以为平滑,但通常为凹凸图案形状。凹凸图案由多个凸部及/或凹部形成,也可以以随 机形态形成,但通常以规则或周期性的图案的形态形成。这样的图案的形态没有特别限制, 例如可以为条纹状、格子状、蛾眼状。这样的凹凸图案通常为软光刻技术、毛细力光刻技术 或压印光刻技术等中所使用的凹凸图案。其中,从与片状模型的脱模性优异的方面考虑,优 选压印光刻技术,从即使薄壁化也可保持强度的方面考虑,特别优选纳米压印光刻技术。
[0065] 凹凸图案优选与转印于被转印体的图案相对应的形状。例如在将本发明的片状模 型用作压印光刻技术的模具的情况下,片状模型的凹凸图案只要是将被转印体的凹凸图案 形状反转而得到的凹凸图案形状即可。
[0066] 在凹凸图案中,凸部或凹部的最小宽度可以为50nm~100 μπι左右。特别是凹凸 图案也可以为纳米尺寸,至少1个凸部的宽度或凹部的宽度(凸部或凹部的最小宽度)例 如可以为5000nm以下(例如100~4000nm),优选为3000nm以下(例如100~2000nm), 进一步优选为2000nm以下(特别是100~1000 nm)左右。
[0067] 凸部的平均高度例如为50nm~100 μπι,优选为100~4000nm,进一步优选为 100~2000nm(特别是100~1000 nm)左右。另外,凹凸图案的宽度和高度的比率(长宽 比)例如为0. 2~5,优选为0. 5~2左右。
[0068] 本发明的片状模型可以由单一层形成,也可以由不同组成的多个层形成。在片状 模型由多个层(例如二层)形成的情况下,一层为含有纤维的层,且另一层可以为不含纤维 的层,特别是,可以在不含纤维的另一层形成有模面形状(特别是凹凸图案)。在含有纤维 的层中,从强度的方面考虑,优选大致均匀地混合纤维和固化硅橡胶。其中,从可提高片材 整体的强度的方面考虑,优选在未形成有模面形状侧的层上至少含有纤维的片状模型,从 可抑制加热引起的图案形状的变形的方面考虑,特别优选形成有模面形状的层(图案部) 也含有纤维的片状模型(以单一层形成的片状模型、或由任一层中均含有纤维的多个层形 成的片状模型)。
[0069] 在片状模型由多个层形成的情况下,含有纤维的层的厚度优选为片状模型厚度 整体(在表面形成有凸部的情况下,以凸部的顶部为基准的厚度)的30%以上,更优选为 50%以上(特别是70%以上)。
[0070] 本发明的片状模型由于采用纤维增强了固化硅橡胶,因此,具有高机械强度。依据 片状模型的JIS K7161测定的拉伸弹性模量可以为3MPa以上,例如为3~30MPa,优选为 4~25MPa,进一步优选为5~20MPa(特别是8~15MPa)左右。若拉伸弹性模量过小,则 薄壁或大面积时的强度不足。
[0071] 本发明的片状模型的依据JIS K6251测定的断裂点应力可以为0· 5MPa以上,从可 提高薄壁的强度的方面考虑,例如可以为3. OMPa以上(例如3. 0~50MPa),优选为4. OMPa 以上(例如4. 0~30MPa),进一步优选为8. OMPa以上(例如8. 0~20MPa)。
[0072] 本发明的片状模型由于具有充分的强度,因此,可卷绕成卷状使用。另外,即使为 大面积(例如9m 2,特别是4m2左右)的片状模型,下垂也少,在将被转印体脱模时不易破损。
[0073] 本发明的片状模型即使为薄壁也可发挥充分的强度。片状模型的平均厚度(在 形成有凸部的情况下,以凸部的顶部作为基准的厚度)例如为5~1000 μm(例如5~ 500 μ m),优选为10~300 μ m,进一步优选为30~200 μ m(特别是50~150 μ m)左右。若 片状模型的厚度变薄,则片状模型的制造变难,若过厚,则无法有效地显现本发明的效果。
[0074] 本发明的片状模型由于线膨胀率低,因此,耐热性优异,温度变化引起的凹凸图 案的变形少。片状模型的线膨胀率例如为5~1000 ppm(例如5~200ppm),优选为5~ 150ppm,进一步优选为5~IOOppm左右。若片状模型的线膨胀率过高,则片状模型的凹凸 图案因热而变形,所转印的凹凸图案变得不稳定。
[0075] 本发明的片状模型的100 μ m厚的全光线透过率(依据JIS K7105测得的透过率) 可以为50 %以上,例如为50~99 %,优选为60~95 %,进一步优选为70~90 %左右。如 上所述,本发明的片状模型由于透明性高,因此,也可对赋型后的状态的被转印体进行光照 射。因此,可将由光固化性树脂构成的被转印体容易地固化。
[0076] 另外,本发明的片状模型可以根据用途含有常用的添加剂,例如其它纤维、胶粘剂 剂、錯、无机填充剂、着色剂、稳定剂(抗氧化剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等)、增塑剂、防静 电剂、阻燃剂等。
[0077] [片状模型的制造方法]
[0078] 本发明的片状模型可通过常用的制造方法制造。例如包含:将纤维和固化性硅橡 胶组合物复合化而成形为片状的片材化工序和使固化性硅橡胶组合物固化而得到含有固 化性硅橡胶组合物的固化物和纤维的复合片材的固化工序。
[0079] (片材化工序)
[0080] 在片材化工序中,将纤维和固化性硅橡胶组合物(第1固化性硅橡胶组合物)复 合化而成形为片状。固化性硅橡胶组合物为包含具有上述聚有机硅氧烷结构的固化性橡胶 的未固化物的液态组合物,在固化后成形上述的固化硅橡胶。
[0081] 为了提高对纤维的浸透性或纤维的分散性,在固化性硅橡胶组合物中,除液态硅 橡胶及固化催化剂以外,还可以添加溶剂。作为溶剂,从生产率高、对于环境的负荷也小的 方面考虑,优选亲水性溶剂。
[0082] 作为亲水性溶剂,例如可以举出:水、醇类(甲醇、乙醇、异丙醇、1-丁醇等C14链 烷醇等)、链烷二醇类(乙二醇、丙二醇、丁二醇等C 2 4链烷二醇等)、溶纤剂类(甲基溶纤 剂、乙基溶纤剂等C1 4烷基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类(乙基溶纤剂乙酸酯等C i 4烷基溶 纤剂乙酸酯等)、卡必醇类(甲基卡必醇、乙基卡必醇等C1 4烷基卡必醇等)、酮类(丙酮、 甲基乙基酮等二C14烷基酮等)、醚类(二噁烷、四氢呋喃等环状或链状C 46醚等)等。其 中,从可提高纤维(特别是纤维素纤维)的分散性、也可提高与固化性硅橡胶的亲和性的方 面考虑,优选有机溶剂,例如乙醇或异丙醇等C 1 4链烷醇、丙酮、甲基乙基酮等二C i 4烷基酮 等。这些溶剂可单独使用或组合使用二种以上。
[0083] 固化性硅橡胶组合物中上述溶剂的比例相对于固化性硅橡胶100重量份,例如为 10~100重量份,优选为15~80重量份,进一步优选为20~60重量份左右。
[0084] 作为用于成形为片状的复合化方法,可以利用如下方法:通过使纤维分散在溶剂 中而制备分散液(浆料),将该分散液和固化性硅橡胶组合物混合后,流延(或涂布)得到 的混合物方法(流延法)、包含含浸工序即使对纤维进行抄纸而得到的无纺布中含浸固化 性硅橡胶组合物的方法(含浸法)。
[0085] ⑷流延法
[0086] 在流延法中,作为分散液中所含的溶剂,使用与固化性硅橡胶组合物中所添加的 溶剂同样的亲水性溶剂,其中,优选有机溶剂,例如乙醇或异丙醇等C 14链烷醇、丙酮、甲基 乙基酮等二C1 4烷基酮等。这些溶剂可单独使用或组合使用二种以上。
[0087] 分散液中的固体成分的浓度例如可以为0. 1~50重量%,优选为1~30重量%, 进一步优选为3~20重量% (特别是5~15重量% )左右。
[0088] 另外,还可以在分散液中添加疏水剂,对分散液中所含的纤维(特别是纤维素纤 维)进行疏水化处理。
[0089] 作为流延法,可以采用常用的方法,例如,可在目标模框中流延或填充混合物而成 形为片状,也可使用常用的涂布机涂布而成形为片状。
[0090] (B)含浸法
[0091] 在含浸法中,无纺布可通过常用的方法,例如湿式抄纸或干式抄纸等抄纸来制造。 湿式抄纸可通过常用的方法进行,例如可使用手抄抄纸器或具有多孔板等的湿式抄纸机等 进行抄纸。干式抄纸也可使用常用的方法,例如气流成网制法、梳棉制法等进行抄纸。其中, 优选包含利用湿式抄纸的抄纸工序的制造方法。
[0092] 供于湿式抄纸的含有纤维(特别是纤维素纤维)的分散液(浆料)可通过使纤 维分散在溶剂中而制备。作为溶剂,使用与固化性硅橡胶组合物中所添加的溶剂同样的亲 水性溶剂,其中,优选有机溶剂,例如乙醇或异丙醇等C 1 4链烷醇、丙酮、甲基乙基酮等二Ci 4 烷基酮等。这些溶剂可单独使用或组合使用二种以上。
[0093] 在湿式抄纸中,分散液中的固体成分的浓度例如可以为0. 01~10重量%,优选为 0.03~5重量%,进一步优选为0.05~3重量% (特别是0.1~1重量% )左右。
[0094] 无纺布优选较薄。上述无纺布的平均厚度例如为5~50 μ m,优选为10~45 μ m, 进一步优选为20~40 μ m左右。
[0095] 无纺布的平均孔径可从0.01~5μπι左右的范围中选择,在由微小纤维素纤维形 成的无纺布中,例如为10~l〇〇nm,优选为20~90nm,进一步优选为30~80nm左右。若 孔径过大,则难以担载硅橡胶。
[0096] 无纺布的克重例如可以为0. 1~50g/m2,优选为1~30g/m2,进一步优选为3~ 20g/m2(特别是5~15g/m2)左右。无纺布的空隙率例如为10~90%,优选为15~85%, 进一步优选为30~80 %左右。若空隙率过大,则难以担载硅橡胶,相反若过小,则难以含浸 硅橡胶。
[0097] 另外,无纺布也可在含浸工序之前进行疏水化处理(特别是上述的硅烷偶联剂)。 作为疏水化处理的方法,可以举出:利用含有疏水剂的溶液涂布构成无纺布的纤维的表面 后除去溶剂的方法等。作
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