微细结构转印膜的制造方法及制造装置制造方法

微细结构转印膜的制造方法及制造装置制造方法
【专利摘要】本发明提供将含热塑性树脂的膜按压到包括在表面上形成有微细结构的无端带的模具而在膜的表面上连续地高速地转印微细结构的微细结构转印膜的制造方法及制造装置。该微细结构转印膜制造方法，使用微细结构转印膜的制造装置，依次至少通过五个工序在特定条件下对在至少一个面上具有被转印层的膜进行加工，其中，该制造装置具有无端带状的转印模具，该转印模具悬架于加热辊和冷却辊、并在表面具有微细结构。
【专利说明】微细结构转印膜的制造方法及制造装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过在热塑性膜的表面上转印微细的凹凸图案结构来制造微细结构转印膜的方法及其装置。利用本方法所得到的微细结构转印膜用作具有漫射、会聚、反射、透射等光学功能的光学膜等在其表面需要微米级到纳米级的微细结构的部件。
【背景技术】
[0002]作为用作棱镜片、光漫射片、透镜片等光学膜的光学膜的制造方法，有将膜按压到在表面形成有微细凹凸图案的带状模具的表面上从而将模具的微细凹凸图案转印到该膜的表面上的方法。而且，提出了可适用于包括长尺寸的热塑性材料的膜且从开卷起经转印工序到卷绕为止连续地进行处理的方法或装置。
[0003]在专利文献I中，记载了下述方法:应用在表面形成有微细结构的无端带构成的模具，在将包括热塑性树脂的膜按压到已加热的模具上从而在膜表面上形成微细凹凸结构，然后，冷却模具接着将膜剥离。模具的加热和冷却通过使包括无端带的模具与加热辊和冷却辊接触来进行，微细结构对膜的转印通过在加热辊和与加热辊相对的夹持辊之间夹持包括无端带的模具和膜来进行。在该结构中，可独立地控制转印时的温度和剥离时的温度，因此即使将转印时的模具温度设定得较高，剥离性也没问题，因而可进行高精度的微细凹凸结构的转印。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特许第4450078号公报。

【发明内容】

[0007]发明所要解决的问题
[0008]然而，在专利文献I记载的微细结构转印膜的制造方法中，为了通过高传输速度来得到更高的转印性，而将加热辊设为高温来进行输送时，变为高温的膜过度软化，无法在宽度方向上维持均匀的张力状态，膜在加压部急剧地曲折，而发生无法稳定地连续成形转印膜的问题。
[0009]本发明的目的是解决上述现有技术的问题，并提供将包括在表面形成有微细结构的无端带的模具按压到包括热塑性树脂的膜上从而在膜的表面山连续地转印微细结构的微细结构转印膜的制造方法及制造装置，其即使在高速进行高精度的形状转印的情况下也可稳定地输送膜不使其曲折。
[0010]用于解决问题的技术方案
[0011]为解决上述问题，本发明具有以下的构成。
[0012]即、(I) 一种微细结构转印膜的制造方法，使用微细结构转印膜的制造装置，依次至少通过下述[I]?[V]工序在满足下述(Al)或(A2)的条件下对在至少一个面上具有被转印层的膜进行加工，其中，该制造装置具有无端带状的转印模具，该转印模具悬架于加热棍和冷却棍、并在表面具有微细结构，
[0013][I]模具加热工序，其中一边使在表面形成有微细结构的无端带状的模具卷绕已加热了的加热辊一边对该模具进行加热；
[0014][II]加压转印工序，其中在膜的转印侧表面与所述模具的微细结构表面紧贴了的状态下，通过包括所述加热辊在内的一对辊进行夹持加压；
[0015][III]输送工序，其中将加压后的所述模具与所述膜在紧贴的状态下输送到冷却区；
[0016][IV]冷却工序，其中在所述冷却区在模具与膜紧贴的状态下从模具侧进行冷却；
[0017][V]剥离工序，其中将冷却后的模具与膜剥离，
[0018](Al)所述膜的宽度比所述模具的宽度大，且在所述加压转印工序中所述膜的宽度方向两端部相对于所述加热辊分离，
[0019](A2)所述模具的宽度比所述膜的宽度大，且在所述加压转印工序中对所述膜进行加压的区域的宽度比所述膜的宽度小。
[0020](2)根据(I)记载的微细结构转印膜的制造方法，其特征在于，还在下述[B]和[C]的控制下进行加工，
[0021][B]在所述冷却辊设置对所述模具的输送方向的位置进行调整的单元和对施加于所述模具的张力进行检测的单元，并对所述冷却辊的位置进行控制使得施加于所述模具的张力总是处于预定的范围内，
[0022][C]在所述模具设置对宽度方向的位置进行检测的曲折检测传感器和对所述冷却辊的角度进行调整的单元，并对所述冷却辊的角度进行控制使得所述模具的宽度方向的位置总是位于预定的范围内。。
[0023](3)根据(2)记载的微细结构转印膜的制造方法，其特征在于，在所述剥离工序中使从模具将膜剥离的剥离辊工作，使得其跟随所述冷却辊的角度的调整以保持与所述冷却辊的平行度。
[0024](4)根据(2)或(3)记载的微细结构转印膜的制造方法，其特征在于，对所述冷却辊的角度进行调整的单元使支撑所述冷却辊的一个或两个轴承在所述模具的输送方向上移动。
[0025](5)根据(2)?(4)中任一个记载的微细结构转印膜的制造方法，其特征在于，所述冷却辊的角度调整的分辨率为0.005度以下。
[0026](6)根据(I)?(5)中任一个记载的微细结构转印膜的制造方法,其特征在于,在所述加压转印工序中，在所述模具的宽度方向两端朝向宽度方向外侧逐渐使压力下降。
[0027](7)根据(I)?(6)中任一个记载的微细结构转印膜的制造方法，其特征在于，在所述模具加热工序中，将加热后的模具表面温度调整为膜的Tg + 50°C到Tg + 100°C的范围内，
[0028]在所述加压转印工序中，将膜所负载的线压力调整为400kN/m以上，
[0029]在所述冷却工序中，将冷却后的模具表面温度调整为膜的Tg - 40°C到Tg -100°C的范围内。
[0030](8)—种微细结构转印膜的制造装置，具有无端带状的转印模具，该转印模具悬架于加热辊和冷却辊并在表面具有微细结构，其特征在于:至少具有下述[i]?[V]的基本构成，并满足下述[al]或[a2]，
[0031][i]无端带状的模具，其在表面形成有微细结构；
[0032][?]加压机构，其至少具备用于对所述模具进行加热的加热辊、与加热辊平行地配置且表面由弹性体覆盖的夹持辊和利用所述两个辊的夹压单元；
[0033][iii]冷却辊，其用于对所述模具进行冷却；
[0034][iv]剥离机构，其用于将紧贴于模具的膜剥离；和
[0035][V]输送机构，其使所述加热辊和所述冷却辊旋转以输送所述模具，
[0036][al]在所述加热辊与所述模具的接触部的宽度方向两端部，在所述加热辊的表面有台阶，使得辊径在宽度方向外侧变小，
[0037][a2]所述模具的宽度比所述夹持辊加压部的宽度大。
[0038](9)根据(8)记载的微细结构转印膜的制造装置，其特征在于，还具有下述[b]和
[c]控制单元，
[0039][b]悬架所述模具的冷却辊在能沿所述模具的输送方向滑动的架台上设置，所述架台与使所述架台滑动的可动单元经由载荷检测器连接，对所述可动单元使所述架台滑动时的滑动量进行调整、使得从所述载荷检测器得到的施加于所述模具的张力总是处于预定的范围内的控制单元；
[0040][c]设有对所述模具的宽度方向位置进行检测的曲折检测传感器和对设置于所述架台上的所述冷却辊的角度进行调整的辊倾动单元，对所述冷却辊的倾动量进行调整、使得从所述曲折检测传感器得到的所述模具的宽度方向位置总是处于预定的范围内的控制单元。
[0041](10)根据(9)记载的微细结构转印膜的制造装置，其特征在于，与所述冷却辊接近配置的所述剥离辊的辊倾动单元是与所述冷却辊相同的辊倾动单元。
[0042](11)根据(8)-(10)中任一个记载的微细结构转印膜的制造装置，其特征在于，所述夹持辊表面的弹性体的橡胶硬度按照ASTM D2240:2005规格计算为70-97°。
[0043](12)根据(8)-(11)中任一个记载的微细结构转印膜的制造装置，其特征在于，在所述加热辊的宽度方向两端部，辊径朝向宽度方向外侧逐渐变小。
[0044](13)根据(8)-(11)中任一个记载的微细结构转印膜的制造装置，其特征在于，在所述模具的宽度方向两端部，模具的厚度朝向宽度方向外侧逐渐变小。
[0045](14)根据(8)-(11)中任一个记载的微细结构转印膜的制造装置，其特征在于，在所述夹持辊的宽度方向两端部，辊径朝向宽度方向外侧逐渐变小。
[0046]发明效果
[0047]根据本发明，在将包括在表面形成有微细结构的无端带构成的模具按压到包括热塑性树脂的膜上从而在膜的表面连续地转印微细结构的微细结构转印膜的制造方法及制造装置中，即使在高速进行高精度的形状转印的情况下也可稳定地输送膜不使其曲折，从而能以高生产率制造出高性能的转印膜。
【专利附图】

【附图说明】
[0048]图1是从成形用膜宽度方向观察本发明的微细结构转印膜的制造装置的一个实施方式的概要图。[0049]图2是在本发明的微细结构转印膜的制造装置的一个实施方式中、从成形用膜的输送方向观察由加热辊和与加热辊相对的夹持辊将成形用膜按压于模具上的结构的概要图。
[0050]图3是在本发明的微细结构转印膜的制造装置的另一实施方式中、从成形用膜的输送方向观察由加热辊和与加热辊相对的夹持辊将成形用膜按压于模具上的结构的概要图。
[0051]图4是表示本发明的微细结构转印膜的制造装置中的、模具的张力控制及防止曲折机构的第一实施方式的概要俯视图。
[0052]图5是从成形用膜宽度方向观察本发明的微细结构转印膜的制造装置中的、模具的张力控制及防止曲折机构的第一实施方式的概要图。
[0053]图6是表示本发明的微细结构转印膜的制造装置中的、模具的张力控制及防止曲折机构的第二实施方式的概要俯视图。
[0054]图7是表示本发明的微细结构转印膜的制造装置中的、模具的张力控制及防止曲折机构的第三实施方式的概要俯视图。
[0055]图8是从成形用膜宽度方向观察本发明的微细结构转印膜的制造装置中的、模具的张力控制及防止曲折机构的第三实施方式的概要图。
[0056]图9是折检测传感器测定模具的宽度方向位置的测定方法的概要图。
[0057]图10是用于表示本发明的一个实施方式的、夹持辊表面的弹性层的变形量的概要图。
[0058]图11是表示在本发明的微细结构转印膜的制造装置的另一实施方式中、在加热辊的悬架模具的部分的两端部在辊径朝向宽度方向外侧逐渐变小时、将成形用膜按压于模具的结构的概要图。
[0059]图12是表示在本发明的微细结构转印膜的制造装置的另一实施方式中、在模具的宽度方向两端部在模具的厚度朝向宽度方向外侧逐渐变小时、将成形用膜按压于模具的结构的概要图。
[0060]图13是表示在本发明的微细结构转印膜的制造装置的另一实施方式中、在夹持辊的宽度方向两端部在辊直朝向宽度方向外侧逐渐变小时、将成形用膜按压于模具的结构的概要图。
【具体实施方式】
[0061]本发明的微细结构转印膜的制造装置，至少具备:无端带状模具，其在表面形成有微细结构；加压机构，其至少具有:加热辊，其用于加热上述模具；夹持辊，其与加热辊平行地配置且表面由弹性体覆盖；和利用上述两辊的夹压单元；冷却辊，其用于冷却上述模具；剥离机构，其用于剥离紧贴在模具上的膜；和输送机构，其使上述加热辊和上述冷却辊旋转来输送上述模具，该微细结构转印膜的制造装置的特征在于，
[0062]在上述加热辊与上述模具的接触部的宽度方向两端部，在上述加热辊的表面具有台阶使得辊径在宽度方向外侧变小，或者，上述模具的宽度比上述夹持辊加压部的宽度大。
[0063]图1中表不从成形用膜宽度方向观察表不本发明的实施方式一例的微细结构转印膜的制造装置I的概要剖视图。[0064]如图1所示，本发明的微细结构转印膜的制造装置I具备:上述无端带状的模具3 ;悬架该模具3的加热辊4和冷却辊5 ;与加热辊4平行地配置且加压成形膜的夹持辊6 ；和将成形后的膜从模具3剥离的作为剥离机构的剥离辊7。而且，加热辊4和夹持辊6为了用两辊将模具3和成形用膜2在层叠了的状态下夹持、加压，而将加热辊4和夹持辊6中的至少一个与按压单元12连接，并构成为加压机构。此外，作为用于使悬架于加热辊4和冷却辊5的模具3旋转以对其进行输送的输送机构，具备旋转驱动加热辊4和/或冷却辊5的驱动单元。另外，作为成形用膜2的输送装置，具备开卷辊8、卷绕辊9，根据需要还具备一个或多个未图不的导引棍。
[0065]作为微细结构转印膜的制造装置I的工作，从开卷辊8开卷的成形用膜2被供给到由加热辊4加热了的模具3上，同时，由夹持辊6将其按压于模具3的微细结构面3a上，在膜2的成形面2a上转印成形与模具3的表面的形状相对应的形状、即与模具3的微细结构相反的图案的微细结构，然后，将膜2在与模具3紧贴的状态下输送，由冷却辊5将其冷却，由剥离辊7从模具3将其剥离，并将其卷绕到卷绕辊9上。该工作持续进行。
[0066]使用图2和图3来说明本发明的特征部分即由加热辊4和与加热辊4成对的夹持辊6来夹压成形用膜2的加压成形部的装置构成。
[0067]图2是表示使成形用膜2的宽度比模具3的宽度大且在加热辊4的两端设置台阶4a的情况下的结构的示意图。在加压转印工序中，若夹持辊6与加热为高温的模具3的微细结构面3a直接接触，则会发生夹持辊6表面的弹性层10产生热损伤和微细结构面3a产生伤痕的问题，因此为了防止该情况而优选使膜2的宽度比模具3的宽度大。而且，通过设置台阶4a，从而使膜2的两端部与加热辊4分离，因此膜2和加热辊4不会局部地粘接，可抑制膜2的曲折而进行稳定的输送。
[0068]此外，图3是使模具3的宽度比成形用膜2的宽度大且使由夹持辊6加压的区域的宽度比膜2的宽度小的情况的示意图。与图2的构成相反，通过使膜2的宽度比夹持辊6的加压区域的宽度大，从而防止由于模具3的微细结构面3a与夹持辊6直接接触所导致的夹持辊6的弹性层10的热损伤。而且，通过使模具3的宽度比膜2的宽度大，从而膜2在整个面被支撑于模具3，因此可防止膜2和加热辊4的局部粘接，其结果，与图2的构成同样地可抑制膜2的曲折而进行稳定的输送。
[0069]在现有技术中，通常通过使夹持辊6的加压区域的宽度比模具3的宽度大、且使成形用膜2的宽度比模具3的宽度大，来防止夹持辊6与加热为高温的模具3的微细结构面3a直接接触。然而，本发明的发明人发现:在该情况下，在将模具3和加热辊4加热为高温并输送时，在比模具3靠宽度方向外侧的区域加热辊4和膜2局部粘接，使膜2的输送张力在宽度方向上不均匀，引起膜2的曲折。
[0070]本发明，对于成形用膜2、模具3、加热辊4及夹持辊6，使得加压成形部处的各自的宽度成为确定的大小关系，从而即使将模具3及加热辊4加热为高温并使其持续转印，膜2和加热辊4也不会粘接，可持续地在稳定的张力状态下进行输送。其结果，与以往相比能以高温或高速来输送膜，且可获得实现更高精度的转印精度或由于高速传输而提高生产率的效果。
[0071]此外，在成形用膜2的防止曲折中，优选不仅防止膜2曲折也防止模具3曲折。这是因为，在加压转印工序后的膜2和模具3在紧贴的状态下输送的输送工序中，若模具3曲折则被支撑于模具3的膜2也一起曲折，从而会出现从模具3脱模后的输送变得不稳定的情况。本发明的发明人发现，在加热包括无端带的模具3的加热工序中，若因模具3的热膨胀而使在模具3施加的张力变弱并产生松弛，而且，在模具3的宽度方向上存在温度不匀，则由于热膨胀不均导致模具3的宽度方向的张力变得不均匀、产生曲折。于是，在图中说明以下构成例:为了防止模具3的曲折，而在作为悬架模具3的一个辊的冷却辊5具备检测并控制向模具3施加的张力及模具3的宽度方向位置的防止模具曲折机构。再有，控制可以是手动的或自动的，优选为自动的。
[0072]图4中表示对悬架于加热辊4和冷却辊5上的模具3检测并控制其张力变化及曲折的防止模具曲折机构的第一构成例的概要俯视图，图5中表示从膜宽度方向观察该构成例的概要图，图9中表示检测模具3的曲折的曲折检测传感器24测定模具的宽度方向位置的测定方法的概要图。
[0073]无端带状的模具3悬架于加热辊4和冷却辊5上，冷却辊5设置于能与模具的输送方向平行地的滑动的架台15上。通过架台15的移动来使加热辊4和冷却辊5之间的距离变化，向模具3施加的张力变化。架台15的移动通过将伺服电机17和进给丝杠18组合而成的可动单元19来进行，架台15和可动单元19经载荷检测器20而连接。向模具3施加的张力由该载荷检测器20检测，控制可动单元19的移动量使得该检测出的值处于预定的范围内，并将模具3的张力保持为恒定。
[0074]而且，使支撑冷却辊5两端的轴承13、14中的至少一个轴承14在架台15上能够与模具3的输送方向平行地移动。轴承14的移动通过使伺服电机21和进给丝杠22组合而成的可动单元23来进行，在模具3的宽度方向位置因曲折而偏移时，通过该轴承14的移动使冷却棍5以轴承13为支点而倾斜移动,进行修正使得模具3的宽度方向位置成为中心。模具3的宽度方向位置的偏移由曲折检测传感器24检测，并根据该偏移量来控制可动单元23的移动量、即冷却辊5的倾斜移动量，通过冷却辊5的倾斜移动来将模具3的宽度方向位置总是维持在中心。
[0075]根据以上的模具曲折防止机构，可防止由下述原因导致的模具3的曲折:由模具3的热膨胀所导致的张力的松弛和/或由于宽度方向的温度不匀所导致的张力不均匀。而且，其结果，在加压转印工序后的输送工序中膜2不会跟随模具3而曲折，能更稳定地以高生产率成形高精度的微细结构转印膜。
[0076]再有，作为使架台15移动的可动单元，也可不使用伺服电机和进给丝杠而使用将液压或空气压作为工作流体的流体压缸。图6中表示本发明的第二构成例的概要俯视图。架台15和流体压缸25经载荷检测器20而连接，并根据由载荷检测器20检测出的值来控制流体压缸25的压力。在使用流体压缸作为可动单元的情况下也连接载荷检测器的理由是:为了与缸的劣化所导致的滑动阻力变化和/或工作流体的压力不稳定无关地使模具的张力为一定，以及在视觉上易于了解地显示模具的张力。此外，图6的构成例表示支撑冷却辊5的轴承13、14两者分别可在架台15上移动的情况。由此，与仅一个轴承可移动的情况相比，能以更细微的精度来调整冷却辊5的角度。
[0077]此外，更优选的是，在防止模具3的曲折时使冷却辊5倾动之际，使与冷却辊5接近的剥离辊7也跟随其而倾动，冷却辊5和剥离辊7总是保持平行。在剥离辊7相对于冷却辊5倾斜的情况下，将成形用膜2从模具3剥离时的剥离位置在宽度方向上不同，存在在膜2的宽度方向上产生剥离温度不匀、或由于剥离张力的不均匀导致膜2和/或模具3发生曲折的情况。在图中说明用于使剥离辊7跟随冷却辊5的倾动的构成例。
[0078]图7中示出本发明的模具的张力控制及曲折防止机构的第三构成例的概要俯视图，图8中表示从膜宽度方向观察的概要图。
[0079]剥离辊7与冷却辊5接近地平行设置于架台15上，支撑剥离辊7的轴承26、27中的至少一个轴承27与支撑冷却辊5的一个轴承14 一同通过包括伺服电机21和进给丝杠22的可动单元23而可在架台15上与模具3的输送方向平行地移动。由此，在为了防止模具3曲折而使冷却辊5倾动时，与冷却辊5连接于同一辊倾动单元的剥离辊7跟随冷却辊5而倾动，因此两辊总是保持平行，其结果，膜2在宽度方向上以均匀的温度及剥离张力被剥离。
[0080]然而，作为此时的注意点，需要设置成剥离辊7的支点间距离与冷却辊5的支点间距离相等、且两辊的中心位于模具3的宽度方向中心截面上。在不满足该条件时，在使用可动单元23使冷却辊5和剥离辊7倾动时，两辊的倾斜角度不同、不保持平行。
[0081]再有，虽然在图7、图8中剥离辊7配置成成形用膜相对于冷却辊5的卷绕角(抱爸付务角)为90度，但是，只要是O?180度的范围则也可配置于其他位置。成形用膜2相对于冷却辊5的卷绕角越大，则冷却膜2的时间越长，可充分冷却膜2。
[0082]下面说明作为本发明特征的构成加压成形部的加热辊4及夹持辊6。
[0083]夹持辊6是在芯层的外表面覆盖有弹性层10的结构。芯层要求强度及加工精度，适用例如钢或纤维强化树脂、陶瓷、铝合金等。此外，弹性层10是通过按压力而变形的层，优选适用以橡胶为代表的树脂层或弹性体材质。芯层在其两端部由轴承11旋转支撑，进而，上述轴承11与缸等按压单元12连接。夹持辊6通过该按压单元12的冲程而开闭，夹持或放开成形用膜2。
[0084]此外，夹持辊6可根据期望的处理和/或膜材质而具有调温机构。作为调温机构，可采用以下结构:通过使辊内部为空心而埋入盒式加热器或感应加热装置，或者在内部加工出流路而使油或水、蒸汽等热介质流过，从而从辊内部进行加热。另外，也可采用以下结构:在辊外表面附近设置红外线加热器，以从辊外表面进行加热。
[0085]夹持辊6的加工精度，优选，按照JISB0621 (修订年1984)定义的圆柱度公差为0.03mm以下，圆跳度(円周振Λ)公差为0.03mm以下。若这些值过大，则夹压时在加热辊4和夹持辊6之间形成部分的间隙，因此有时不能均匀地按压成形用膜2会在膜2的成形面2a发生转印不匀。此外，弹性层10的表面粗糙度，优选，按照JISB0601 (修订年2001)定义的、算术平均粗糙度Ra为1.6 μ m以下。这是因为若Ra超过1.6 μ m则在按压时有时会在膜2的背面转印出弹性层11的表面形状。
[0086]夹持辊6的弹性层10的耐热性，优选，具有160°C以上的耐热温度，更优选，具有180°C以上的耐热温度。这里，耐热温度指在该温度下放置24小时时拉伸强度的变化率超过10%时的温度。
[0087]作为弹性层10的材质，在使用例如橡胶的情况下，可使用硅橡胶或EDPM (三元乙丙橡胶)、氯丁橡胶、CSM (氯磺化聚乙烯橡胶)、聚氨酯橡胶、NBR (丁腈橡胶)、硬橡胶等。在要求更高的弹性模量和硬度的情况下，作为轧制辊用树脂，可使用由各橡胶制造公司在上述橡胶中使用特殊配方所得的橡胶或提高了韧性的硬质耐压树脂(例如聚酯树脂)。[0088]图10是仅提取被施加按压力时的夹持辊6、从成形用膜2的宽度方向观察的概要图。此时，在弹性层10的厚度方向上产生变形量δ，与之相伴，夹持辊6和成形用膜2以接触宽度B接触。为了控制弹性层10的变形量δ，优选，弹性层10的橡胶硬度按照ASTMD2240:2005 (肖氏D)规格计算为70?97°范围。原因在于，若硬度低于70°则弹性层10的变形量δ增大、与膜2的接触宽度B过大，恐不能确保微细结构的转印所需的压力，并且，若硬度超过97°则该层的变形量δ反而变小、接触宽度B过小，恐不能确保微细结构的转印所需的按压时间。
[0089]接下来，说明与夹持辊6相对地夹持成形用膜2及模具3的加热辊4。
[0090]加热辊4在夹持时受到载荷，因此要求强度和加工精度，还包括加热单元。作为材质，可以考虑例如钢或纤维强化树脂、陶瓷、铝合金等。此外，作为加热单元，可采用以下结构:通过使内部为空心而埋入盒式加热器或感应加热装置，或者在内部加工出流路使油或水、蒸汽等热介质流过，从而从辊内部进行加热。另外，也可采用以下结构:在辊外表面附近设置红外线加热器或感应加热装置，以从辊外表面进行加热。
[0091]加热辊4的加工精度与上述夹持辊6相同，优选，按照JISB0621 (修订年1984)定义的圆柱度公差为0.03mm以下，圆跳度(円周振Λ)公差为0.03mm以下。若这些值过大，则夹压时在加热辊4和夹持辊6之间形成部分的间隙，因此有时不能均匀地按压成形用膜2会在膜2的成形面2a发生转印不匀。此外，加热辊4的表面粗糙度，优选，按照JISB0601(修订年2001)定义的、算术平均粗糙度Ra为0.2 μ m以下。这是因为，若Ra超过0.2 μ m，则加热辊4的形状转印到模具3的背面，有时甚至会将该形状转印到膜2的成形面2a上。
[0092]在加热辊4的表面，优选实施硬质铬镀敷、陶瓷喷镀、类金刚石碳涂层等高硬度皮膜的形成处理。原因在于，加热辊4总是与模具3接触而且还受到夹持辊6的按压力，因此加热辊4的表面非常容易磨损，若加热辊4的表面磨损或损伤，则发生上述那样的成形用膜2的转印不匀和/或辊表面形状向膜2的成形面2a转印的问题。
[0093]而且，作为本发明特征的加压成形部的构成，设为在用加热辊4和夹持辊6将成形用膜2及模具3紧贴地夹持的加压转印工序中满足以下(I)或(2)的条件的构成。即:
[0094](I)成形用膜2的宽度比模具3的宽度大，且在加压转印工序中成形用膜2的宽度方向两端部相对于加热辊4分离。
[0095](2)模具3的宽度比成形用膜2的宽度大，且在加压转印工序中成形用膜2被加压的区域的宽度比成形用膜2的宽度小。
[0096]以下使用图2、3来详细说明本发明的加压成形部的构成。再有，在图2、3中，将成形用膜2被加压的区域的宽度定义为W，将从被加压的区域的端到成形用膜2的端部的长度定义为V，如图2所示，在模具3的宽度比夹持辊6的宽度小的情况下模具3的宽度为W，如图3所示，在夹持辊6的宽度比模具3的宽度小的情况下，夹持辊6的宽度为W。
[0097]使用图2来说明满足(I)的条件的情况下的加压成形部的构成。如图2所示，使成形用膜2的宽度比模具3的宽度、即膜2被加压的区域的宽度W大。其原因是，防止夹持辊6直接接触被加热为高温的模具3的微细结构面3a而导致夹持辊6表面的弹性层10发生热损伤和/或模具3的微细结构面3a产生伤痕。而且，从模具3的宽度方向端部到膜2的宽度方向端部为止的长度V，优选为5?15mm的范围。这是因为，若v小于5mm则由于在膜2的输送中自然地产生的微小曲折，模具3和夹持辊6恐会直接接触。另一方面，若V大于15mm则相对于膜2的面积能得到的微细结构转印膜的面积变小，产量的下降变得显著，因而不理想。
[0098]而且，作为加热辊4的表面结构，在成形用膜2的端部设置有膜2和加热辊4不接触地分离的区域。作为使膜2和加热辊4分离的单元，设置有台阶4a。台阶的高低差(分离距离)H优选为10?30mm的范围，从模具3的端部到台阶4a的距离u优选为I?3mm的范围内。
[0099]本发明的发明人发现，在使用适用于本发明的高压力条件的处理中，成形用膜2在加压部的端部弯曲的现象变得显著。于是，通过在加热辊4设置台阶4a，可抑制因弯曲现象而弯曲的膜端部与加热辊4接触及粘接。膜2通过夹持辊6在非转印面的整个宽度方向范围内受到按压力，与之相对，转印面仅在模具3的范围内被支撑。此时，在膜2的比模具3靠宽度方向外侧的区域，产生以模具3的宽度方向端部为支点的弯曲力矩，由此，如图2所示，成形用膜2的端部向加热辊4侧弯曲。此时，通过使H及u为上述适当范围内，即使在发生弯曲现象的情况下，膜2也不与加热辊4接触、能够更稳定地持续地成形膜。
[0100]在现有技术中没有该分离部分，因此在将模具3和加热辊4加热到高温并输送时，加热辊4和成形用膜2局部粘接，使膜2的输送张力在宽度方向上不均匀，多引起膜2曲折。在设置有本构成的分离部分的转印方法中，即使将模具3及加热辊4加热为高温并使其持续转印，膜2和加热辊4也不会粘接，可持续地在稳定的张力状态下进行输送。其结果，能以比以往高的温度或高的速度来输送膜，且可获得实现更高精度的转印精度或通过高速输送提高生产性率的效果。
[0101]接着，使用图3来说明满足(2)的条件的情况下的加压成形部的构成。如图3所示，模具3的宽度比成形用膜2的宽度大，且夹持辊6的加压部的宽度即膜2被加压的区域的宽度W比膜2的宽度小。其原因是，与(I)的条件同样地，防止由于模具3和夹持辊6直接接触导致弹性层10发生热损伤和/或模具3的微细结构面3a产生伤痕。而且，从夹持棍6的加压部的宽度方向端部到膜2的宽度方向端部为止的长度V，优选为5?15mm的范围。其原因也与(I)的条件同样，若V小于5mm则由于在膜2的输送中自然地产生的微小曲折，模具3和夹持辊6恐会接触，另一方面，若V大于15mm则相对于膜2的面积能得到的微细结构转印膜的产量下降变得显著。
[0102]本构成通过使模具3的宽度比成形用膜2的宽度大，而将膜2在整个宽度方向由模具3支撑，即使将模具3及加热辊4加热为高温并使其持续转印，膜2和加热辊4也不会粘接，可持续地在稳定的张力状态下进行输送。其结果，能以以往高的温度或高的速度来输送膜，且可获得实现更高精度的转印精度或通过高速输送提高生产率的效果。
[0103]此外，在(I)和(2)这两个构成中，优选，在加压部的宽度方向端部使压力向端部逐渐下降。通过使端部的压力下降，可缓解成形用膜2的端部的弯曲现象和在加压区域与非加压区域的边界部产生的加压痕，抑制成形后的膜的平面性恶化和卷绕形态散乱，并在更稳定的状态下持续地输送并成形膜。
[0104]图11?图13表示在加压部的端部使压力下降的单元的一例。再有，在各图中，(a)表示满足条件(I)的构成的情况下的一例，(b)表示满足条件(2)的构成的情况下的一例。
[0105]图11是表示在加热辊4的宽度方向端部使辊径逐渐变小的情况下的、加压成形部的装置构成的示意图。弹性层10的变形量随着朝向加压部的宽度方向外侧而变小，与之相伴，成形用膜2所负载的压力也随着朝向加压部的宽度方向端部而变小。其结果，可缓解膜2的端部的弯曲现象和在加压区域与非加压区域的边界部产生的加压痕。
[0106]此外，图12中表示模具3的厚度在端部随着朝向宽度方向外侧而逐渐变小的结构，图13中表示夹持辊6的辊径朝向宽度方向端部变小的结构。这也与图11的构成相同，通过使成形用膜2所负载的压力随着朝向加压部的宽度方向端部而变小，可缓解膜2的端部的弯曲现象和在加压区域与非加压区域的边界部产生的加压痕。
[0107]下面说明加热辊4和夹持辊6的优选加压条件。加热辊4和夹持辊6的相对位置精度，优选，按照JISB0621 (修订年1984)定义的平行度公差为0.1mm以下。在平行度公差超过0.1mm的情况下，成形用膜所负载的按压力在宽度方向上不均匀，有时发生转印不匀或膜2产生曲折。
[0108]此外，两辊在加压时的挠曲量的总计，优选在成形用膜2被加压的区域的宽度W内为50 μ m以下，更优选为30 μ m以下。若挠曲量超过50 μ m,则夹持辊6的弹性层10不断地跟随变形，膜2所负载的按压力变得不均匀。
[0109]如图10所示，优选的夹持压，在将由按压单元12向夹持辊6施加的力设为P、将成形用膜2和夹持辊6的接触长度设为B，且将如图2、3所示那样成形用膜2被加压的区域的宽度设为W时，优选使由σ = P/BW定义的表观夹持压σ为80MPa以上，更优选为IOOMPa以上。此外，弹性层10的按压距离即接触长度B优选在4?8mm的范围内，更优选在5?7mm的范围内。若接触长度B小于4_，则不能确保向膜2进行微细结构转印有足够的按压时间。另一方面，若接触长度B大于8mm，则难以用足够的值来确保上述夹持压。此外，将向夹持辊施加的力P除以加压区域的宽度W所得到P/W定义为线压力，该值表示在每单位宽度上施加的夹持载荷。线压力P/W的范围优选为400kN/m以上，更优选为500kN/m以上。
[0110]接着，说明构成本发明的微细结构转印膜的制造装置的其他部件。
[0111]模具3是在表面加工有微细结构面的无端带。材质，优选强度和导热率高的金属，优选例如镍或钢、不锈钢、铜等。此外，也可使用在上述金属带的表面实施了镀敷所得的材料。对于在表面具有微细结构的模具3的制作方法，可举出:对金属带的表面直接实施切削和/或激光加工的方法、对形成于金属带的表面的镀敷皮膜直接实施切削和/或激光加工的方法、对在内面具有微细结构的圆筒状的原板(原版)实施电铸造的方法、在金属带的表面持续粘贴具有微细结构面的薄板的方法等。
[0112]环状的金属带使通过将具有预定的厚度、长度的金属板的端部彼此对接焊接的方法、将预定倍厚度的金属板以预定的一半长度焊接而在成为环状后进行轧制的方法等制造出的。此时，基于金属带的强度和操作性的原因，厚度优选在0.1?0.4_的范围内。若厚度比该范围小，则金属带恐会因在由加热辊4和冷却辊5悬架时所受到的张力而断裂或塑性变形。另一方面，在厚度比该范围大的情况下，金属带的弯曲刚性变得过大，难以悬架于加热辊4及冷却辊5，并且/或者难以在悬架于这些辊的状态下被输送。
[0113]在环状的金属带的表面实施镀敷的情况下，镀敷的材质优选为镍或铜等。此外，金属带的厚度优选为0.1?0.3mm的范围，镀敷的厚度优选为0.03?0.1mm的范围。若镀敷的厚度相对于金属带的厚度过大，则在金属带与镀敷的边界面恐会发生剥离。另一方面，若镀敷的厚度过小，则难以高精度地加工微细结构。
[0114]下面表示无端带模具的制造方法的一例。首先，将薄片的不锈钢板的端部对接焊接，加工为环状的金属带。接着，将该金属带镶嵌固定于辊上，在表面实施镀镍处理。然后，用车床加工机在金属带的镀敷层上切削加工出预定的微细结构。而且，通过将实施了切削加工后的金属带从辊上取下，从而得到在表面具有预定的微细结构的无端带模具。
[0115]所谓微细结构表示高度IOnm?Imm的凸形状以间距IOnm?Imm周期性地重复所成的形状，更优选表示高度Ιμπι?ΙΟΟμπι的凸形状以间距Ιμπι?100 μ m周期性地重复所成的形状，例如，可以是三角形状的槽按多个条状排列所成的形状，或是矩形、半圆形或半椭圆形状等。而且，槽不需要是直线，也可以是曲线的条状图案。另外，其棱线方向不限于带的周向，也可以是宽度方向。还有，微细结构也不限于直线状或曲线状连续的结构，也可以是半球或圆锥或长方体等凸形状或凹形状点状离散配置的结构。
[0116]如图4、5所示，模具3悬架于加热辊4和冷却辊5上，冷却辊5在两端由轴承13、14旋转支撑的状态下设置于架台15上。而且，架台15通过滑轨16而能与模具3的输送方向平行地滑动，由此，可通过使设置有冷却辊5的架台15移动，来调整悬架于冷却辊5上的模具3的输送方向的位置。此时，优选，架台15及滑轨16设置于水平的面，相对于可动方向的外力以极小的阻力移动。架台15经载荷检测器20连接于将伺服电机17和进给丝杠18组合而成的可动单元19，载荷检测器20在测定向架台15的可动方向施加的力即从模具3对设置于架台15上的冷却辊5传递的张力的方向上连接。因此，架台15移动，模具3在施加张力的状态下悬架于加热辊4和冷却辊5之间，此时，与向模具3的上下表面施加的张力大体相等的力负载于载荷检测器20。伺服电机17和载荷检测器20通过未图示的控制电路连接，与载荷检测器20的检测值的变化一致地控制可动单元19的移动量，自动调整冷却辊5的位置以使向模具3施加的张力总是保持恒定。
[0117]支撑冷却辊5两端的的轴承中的一个轴承14，通过设置于架台15上的包括伺服电机21和进给丝杠22的组合的可动单元23，还可在架台15上进一步与模具3的输送方向平行地移动。此时，另一个轴承13固定于架台15上，轴承14在架台15上移动，从而冷却辊5以轴承13为支点旋转，相对于加热辊4倾动。与模具3的宽度方向位置一致地控制确定冷却辊5倾动的角度的轴承14的位置，在图4中，以加热辊4和冷却辊5平行时的轴承14的位置为基准，当模具3的宽度方向位置向图4的yl方向偏移时轴承14在xl方向上移动，当模具3向y2方向偏移时轴承14在x2方向上移动。模具3的宽度方向位置的变化由曲折检测传感器24监视。图9中表示从膜输送方向下游侧观察曲折检测传感器24和模具3时的概要图。曲折检测传感器24是分为发送侧24a和接收侧24b的光量检测式等非接触的线性传感器，该传感器设置成被模具3的宽度方向端部覆盖使得发送信号的一部分由模具3遮蔽。而且，通过接收侧24b接收的信号量的大小来检测模具3的宽度方向位置。伺服电机21和曲折检测传感器24由未图示的控制电路连接，与曲折检测传感器24的检测值一致地确定可动单元23的移动量。而且，控制冷却辊5的角度以使模具3的宽度方向位置总是处于预定的范围内，并防止模具3曲折。再有，作为使冷却辊5倾动的单元，如图6所示，也可以使支撑冷却辊5的轴承13及14两者在架台15上移动。由此，与仅使一个轴承移动的情况相比，可高精度地调整冷却辊5的角度。
[0118]此外，为了高精度地定位模具3的宽度方向位置，优选微细地控制冷却辊5的角度，具体地，优选使冷却辊5的角度分辨率为0.005度以下。这里，冷却辊5的角度分辨率表示在为了修正模具3的曲折而使冷却辊5倾动时、冷却辊5的转轴的角度相对于加热辊4的转轴变化的最小量。通过使冷却辊5的角度分辨率为0.005以下，而在曲折修正时使模具3的宽度方向位置不会摇动、发散而是在中心的基准位置快速地收敛。其结果，模具3总是位于宽度方向的中心，可稳定地持续成形膜2。
[0119]冷却辊5的角度分辨率，在使轴承13为固定侧、使轴承14为移动侧的情况下通过两轴承13、14的支点间距离和轴承14的移动分辨率来确定，例如，如果支点间距离是600mm，则若使轴承14的移动分辨率为0.05mm则冷却辊5的角度分辨率约为0.0048度。
[0120]优选的是，冷却辊5例如在内部设置有通水流路，通过使一定温度的水持续循环的水冷式冷却单元等来进行冷却。而且，通过与模具3的接触面处的导热来冷却模具3。
[0121]剥离辊7与冷却辊5同样地内装有冷却单元，并从背面侧冷却成形用膜2，起到辅助从模具3剥离的作用。此时，在防止模具3曲折中使冷却辊5倾动时，剥离辊7也跟随冷却辊5倾动，优选使其动作以总是保持与冷却辊5的平行度。剥离辊7的倾动例如如图7及图8所示那样,通过与冷却棍5的倾动单元相同的单元来进行。或者,剥离棍7也可以是由流体压缸等相对于冷却辊5按压的结构。剥离辊7对于成形用膜2的按压力没有特别限制，剥离辊7的周面只要紧贴成形用膜2的背面即可。
[0122]开卷辊8及卷绕辊9皆成为可固定卷绕成形用膜2的芯的结构，端部与电机等驱动单元连接，可在控制速度的同时旋转。此外，优选可通过转矩控制来调整向成形用膜2施加的张力。
[0123]各辊的端部由滚动轴承等旋转支撑。加热辊4与电机等驱动单元连接，可在控制速度的同时旋转。此外，优选，冷却辊5通过带模具而利用加热辊4的驱动力来旋转。虽然考虑了微细结构的成形性和成形膜的生产率的平衡来确定输送精度，但是，为了在高精度地转印微细结构的同时提高生产率，优选由I?30m/分钟的范围来确定速度。虽然优选夹持棍6的驱动单元与加热棍4的端部通过链或带等连接,可与加热棍4联动地旋转,或者使用能与加热辊4速度同步的电机等来独立旋转，但是，也可成为旋转自如的结构，且通过与成形用膜2的摩擦来旋转。
[0124]再有，虽然支撑各辊的轴承根据该辊的质量和受到的负载、转速等来设计，但是，支撑冷却辊5及剥离辊7的轴承优选使用球面式的轴承。在将不是球面式的轴承用于这些辊的情况下，在辊倾动时恐会撬动轴承而使其损伤。
[0125]说明利用上述装置在表面形成微细结构的膜的制造方法。
[0126]本发明的微细结构转印膜的制造方法，使用微细结构转印膜的制造装置，依次通过下述工序在满足以下(I)或(2)的条件下进行至少在一个面上具有被转印层的膜的加工，其中，该制造装置具有无端带状的转印模具，该转印模具悬架于加热辊和冷却辊上、并在表面上具有微细结构，上述工序包括:模具加热工序，其中一边使在表面形成有微细结构的无端带状的模具卷绕到已加热了的加热辊上一边对该模具进行加热；加压转印工序，其中在膜的转印侧表面与所述模具的微细结构表面紧贴了的状态下，通过包括所述加热辊在内的一对辊进行夹持加压；输送工序，其中将加压后的所述模具与所述膜在紧贴的状态下输送到冷却区；冷却工序，其中在所述冷却区在模具与膜紧贴的状态下从模具侧进行冷却；和剥离工序，其中将冷却后的模具与膜剥离。这里，(I)所述膜的宽度比所述模具的宽度大，且在所述加压转印工序中所述膜的宽度方向两端部相对于所述加热辊分离。(2)所述模具的宽度比所述膜的宽度大，且在所述加压转印工序中对所述膜进行加压的区域的宽度比所述膜的宽度小。
[0127]使用图1?4来说明本发明的实施方式的一例。
[0128]首先，作为制造方法的准备阶段，成为以下状态:在将成形用膜2从开卷辊8拉出、打开夹持辊6的状态下，沿悬架于加热辊4和冷却辊5的模具3上经剥离辊7而由卷绕辊9卷绕成形用膜2。
[0129]接着，一边通过驱动单元以低速输送成形用膜2，一边启动加热辊4的加热单元及冷却辊5的冷却单元，并将进行调温直到加热辊4及冷却辊5的表面温度达到预定的温度为止。一边输送一边调温的原因在于:若没有进行输送，则成形用膜2的位于加热辊4上的部分会蓄热，因此膜会熔化破损。优选的是，加热辊4的表面温度、冷却辊5的表面温度的条件取决于成形用膜2的材质、模具3的微细结构的形状、纵横比等，加热辊4的表面温度在膜2的Tg + 50°C到Tg + 100°C范围内设定，冷却辊5的表面温度在膜2的Tg - 40°C到Tg - 100°C范围内设定。这里，Tg表示膜的玻化温度。此外，调温中的输送速度优选为0.1?5m/分钟，更优选为0.1?Im/分钟。
[0130]如果将加热棍4及冷却棍5的表面温度(再有,模具表面温度为同一温度。下同)调整为设定值，则在以成形速度输送膜的同时，关闭夹持辊6，用加热辊4和夹持辊6对成形用膜2及模具3加压，将模具3的微细结构面3a的形状向成形用膜2的成形面2a上转印。作为此时的条件，膜的成形速度在I?30m/分钟的范围内设定，线压力在400kN/m以上的范围内设定。
[0131]膜的连续转印在与模具的旋转动作一致地排列各工序时包括模具加热工序、加压转印工序、输送工序、冷却工序和剥离工序。模具3在与加热辊4接触的部分总是通过来自高温加热辊4的热传导而被加热，在模具3由加热辊4和夹持辊6夹压之前，模具3的温度上升到加热辊4的表面温度(模具加热工序)。成形用膜2在由加热辊4和夹持辊6夹压的夹压部被按压于已加热的模具3而紧贴，已软化的构成膜的树脂填充到模具3的微细结构面3a的图案内(加压转印工序)。被按压于模具3的膜在与模具3紧贴的状态下被输送到冷却区(输送工序)。此处，冷却区是指模具3和冷却辊5接触的范围。膜在该冷却区中通过与冷却辊5的热传导而连同模具3在内被冷却到构成膜的树脂的玻化点以下(冷却工序)。冷却后的膜通过剥离辊7而脱模以从冷却辊5连续地剥离(剥离工序)。剥离后的膜被卷绕到卷绕辊9上。
[0132]而且，在其中的加压转印工序中，如图2所示那样使成形用膜2的宽度比模具3的宽度大，且使膜2的宽度方向两端部相对于加热辊4分离。或者，如图3所示那样使模具3的宽度比膜2的宽度大，且使夹持辊6的加压部的宽度比膜2的宽度小。由此，可防止膜2与高温的加热辊4直接接触，膜2的端部在高温熔化而粘附于加热辊4的表面，通过在加热辊4的旋转方向上牵拉而可防止膜2的张力状态散乱而曲折。因此，在加压转印工序中，优选消除膜2和加热辊4直接接触。
[0133]此外，在利用上述方法制造微细结构转印膜期间，优选，通过图4所示的模具的张力控制及防止曲折机构来将模具3的张力和宽度方向位置总是在预定的范围内保持恒定。通过防止模具3的张力变化和曲折，在加压转印工序后的输送工序中，可防止膜2被紧贴的模具3的曲折牵拉而一起曲折。
[0134]而且，除了上述内容以外，在加压转印工序中，也可在加压区域的宽度方向两端部朝向宽度方向外侧逐渐使压力降低。可缓解成形用膜2的端部的曲折和/或在加压区域与非加压区域的边界部产生加压痕，且可抑制成形后的膜的平面性恶化和卷绕时的卷绕形态的散乱。
[0135]适用于本发明的成形用膜2可使用以热塑性树脂为主要成分的热塑性膜，具体地，优选为，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂、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基系树脂等所构成的产品。其中，共聚的单体种类是多样的，且由此而使材料物理性质的调整变得容易，基于此类理由，特别优选以从聚酯系树脂、聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、丙烯酸系树脂或其混合物选择的热塑性树脂为主而形成的产品，更优选上述热塑性树脂为50重量％以上。
[0136]成形用膜2既可以是包含上述树脂的单体的膜，也可以是包含多个树脂层的层叠体。该情况下，与单体膜相比，可赋予易滑性和耐摩擦性等表面特性、机械强度、耐热性。在如上述那样成为包含多个树脂层的层叠体的情况下，优选，膜整体满足以上述热塑性树脂为主成分的要件，但是，即使膜整体不满足上述要件，只要至少在表层形成满足上述要件的层也可容易地形成表面。特别地，在为了改善膜的成形性而想使模具温度为高温的情况下，通过使用在表层树脂的玻化点低且容易转印微细结构、在芯层树脂的玻化点高且强度高的这一构成的膜，从而可在维持膜的平面性的同时提高膜的成形性。
[0137]通过使用以上的表面微细结构转印膜的制造方法，在将膜按压包括在表面形成有微细结构的无端带的模具上以在膜的表面上连续地转印微细结构时，可稳定地输送膜不使其曲折，且能以高生产率制造高精度的转印膜。
[0138]实施例
[0139]实施例1
[0140]通过共挤出法来制作将聚碳酸酯树脂作为芯层并在其两面层叠有PMMA树脂作为成形层所得的3层层叠膜，用作成形用膜2。该膜的总厚度为200 μ m，各层的层叠比约为1:8:1,宽度为 220mm。
[0141]模具3是通过在厚度0.2mm的不锈钢带的表面进行厚度0.1mm镀镍的工件上与该带的周向平行地切削加工出间距40 μ m、深度20 μ m的V形槽形状而制成的。此外，该带的宽度为200mm，周长为1200mm。
[0142]加热辊4使用在包含碳素钢的筒状芯材的表面进行了硬质铬镀敷的产品。加热辊4采用在辊部的宽度方向两端具有台阶4a的形状，悬架模具3的中央部为宽度204mm、外径180mm,两端的台阶4a的表面和表面宽度方向端部的分离距离H为IOmm,从该台阶4a到模具3的端部的长度u为2mm，中央部和两端的台阶4a部相加的整体宽度为220mm。此外，中央部是在整个宽度范围内没有锥形等外径变化的圆筒形。加热单元使用红外线灯加热器，将加热辊4的表面温度加热到180°C。
[0143]冷却辊5与加热辊4同样，使用将碳素钢作为芯材且在表面进行了硬质铬镀敷的产品。冷却辊5通过在内部循环的流水而总是保持为表面温度20°C。
[0144]夹持辊6使用在宽度220mm、外径160mm的含碳素钢的筒状芯材整个表面以20mm的厚度覆盖聚酯树脂(硬度:肖氏D86° )来作为弹性层10的产品。[0145]按压单元12使用气压缸，对夹持辊6负载按压力120kN。此时，在使用压力测定膜(7 一富士膜株式会社制)来测定时，夹持辊6和成形用膜2的接触宽度B为6mm。由此，成形用膜2所负载的表观夹持压σ = IOOMPa0
[0146]膜的成形速度为5m/分钟、IOm/分钟、15m/分钟这三个条件。
[0147]在本实施例中，加压成形部处膜2和加热辊4无粘接，能够以输送速度15m/分钟来稳定地连续成形微细结构转印膜。
[0148]实施例2
[0149]除了实施例1的构成之外，本实施例在加热辊4的悬架模具3的中央部的宽度方向长度204mm中的两端12mm的范围内，使棍径从原外径180mm朝宽度方向外侧逐渐减小最多0.1mm。台阶4a的表面和表面宽度方向端部的分离距离H、从台阶4a到模具3的端部的长度u与实施例1相同，而且，对于加热辊4以外的构成也与实施例1相同。
[0150]按压单元12使用气压缸，对夹持辊6负载按压力120kN。此时，在使用压力测定膜 富士膜株式会社制)来测定时，夹持辊6和成形用膜2的接触宽度B在夹压
部的中央部为6mm,在两端部逐渐减小,在最端部的宽度为5.5mm,从而确认到在膜宽度方向端部夹持压逐渐变小。
[0151]膜的成形速度为5m/分钟、IOm/分钟、15m/分钟这三个条件。
[0152]在本实施例中，除了可没有曲折地以输送速度15m/分钟来连续地成形微细结构转印膜之外，还可缓解成形后的膜端部的弯曲，且可稳定地成形平面性优良的膜。
[0153]实施例3
[0154]通过共挤出法来制作将聚碳酸酯树脂作为芯层、在其两面层叠有PMMA树脂作为成形层的3层层叠膜，用作成形用膜2。该膜的总厚度为200 μ m,各层的层叠比约为1:8:1，宽度为180mm。
[0155]模具3是通过在厚度0.2mm的不锈钢带的表面进行厚度0.1mm镀镍的工件上与该带的周向平行地切削加工出间距40 μ m、深度20 μ m的V形槽形状而制成的。此外，该带的宽度为200mm，周长为1200mm。
[0156]加热辊4使用在含碳素钢的筒状芯材的表面进行了硬质铬镀敷的产品。加热辊4为在辊部的整个宽度上没有台阶或锥形等形状变化的圆筒形，外径为180mm，宽度为220mm。此外，加热单元使用红外线灯加热器，将加热辊4的表面温度加热到180°C。
[0157]冷却辊5与加热辊4同样，使用将碳素钢作为芯材且在表面进行了硬质铬镀敷的产品。冷却辊5通过在内部循环的流水而总是保持为表面温度20°C。
[0158]夹持棍6使用在宽度160mm、外径160mm的含碳素钢的筒状芯材整个表面以20mm的厚度覆盖聚酯树脂(硬度:肖氏D86° )来作为弹性层10的产品。
[0159]按压单元12使用气压缸，对夹持辊6负载按压力96kN。此时，在使用压力测定膜(7 富士膜株式会社制)来测定时,夹持棍6和成形用膜2的接触宽度B为6mm。由此，成形用膜2所负载的表观夹持压σ = IOOMPa0
[0160]膜的成形速度为5m/分钟、IOm/分钟、15m/分钟这三个条件。
[0161]在本实施例中，可在加压成形部膜2和加热辊4无粘接地以输送速度15m/分钟来稳定连续成形微细结构转印膜。
[0162]实施例4[0163]除了实施例3的构成之外，本实施例在加热辊4的悬架模具3的中央部的宽度方向长度220_中的两端30_的范围内，使棍径从原外径180mm朝宽度方向外侧逐渐减小最多0.2mm。对于加热棍4以外的构成也与实施例3相同。
[0164]按压单元12使用气压缸，对夹持辊6负载按压力96kN。此时，在使用压力测定膜 富士膜株式会社制)来测定时，夹持辊6和成形用膜2的接触宽度B在夹压
部的中央部为6mm,在两端部逐渐减小,在最端部的宽度为5.6mm,从而确认到在膜宽度方向端部夹持压逐渐变小。
[0165]膜的成形速度为5m/分钟、IOm/分钟、15m/分钟这三个条件。
[0166]在本实施例中，除了可没有曲折地以输送速度15m/分钟来连续成形微细结构转印膜之外，还可缓解在成形后的膜端部在加压/非加压区域的边界部产生的加压痕，且可稳定地成形平面性优良的膜。
[0167]实施例5
[0168]除了实施例1的构成之外，本实施例还使用图4所示的模具3的张力控制及防止曲折机构，并进行模具3的张力和宽度方向位置的控制。向模具3施加的张力为6kN/m，并控制架台15的位置以在装置运转中总是保持该值。此外，用曲折检测传感器24监视模具3的宽度方向位置，并以0.005度为单位控制冷却辊5的角度以使模具3的宽度方向位置总是位于中央。
[0169]其他构成和成形条件与实施例1相同。
[0170]本实施例与实施例1相同，可在加压成形部膜2与加热辊4无粘接地、以输送速度15m/分钟稳定地连续成形微细结构转印膜，而且，将成形后的膜2从模具3脱模后的输送状态也稳定，可得到卷绕不齐小的成形膜。
[0171]实施例6
[0172]除了实施例5的构成之外，本实施例在加热辊4的宽度方向长度204mm中的两端12mm的范围内，使棍径从原外径180mm朝宽度方向外侧逐渐缩小最多0.1mm。
[0173]此外，按压单元12使用气压缸，在使用压力测定膜7 — 富士膜株式会社制)来测定时，对夹持辊6负载按压力120kN时的、夹持辊6和成形用膜2的接触宽度B在夹压部的中央部为6mm,在两端部逐渐减小，在最端部的宽度为5.5mm,从而确认到在膜宽度方向端部夹持压逐渐变小。
[0174]其他构成及成形条件与实施例5相同。
[0175]在本实施例中，可进行在加压成形部膜2和加热辊4无粘接，脱模后的膜2的输送状态也稳定、且成形后的平面性优良、卷绕形态不发生散乱的微细结构转印膜的连续成形。
[0176]实施例7
[0177]除了实施例3的构成之外，本实施例还使用图4所示的模具3的张力控制及防止曲折机构，并进行模具3的张力和宽度方向位置的控制。向模具3施加的张力为6kN/m，并控制架台15的位置以在装置运转中总是保持该值。此外，用曲折检测传感器24监视模具3的宽度方向位置，并以0.005度为单位来控制冷却辊5的角度以使模具3的宽度方向位置总是位于中央。
[0178]其他构成和成形条件与实施例3相同。
[0179]本实施例与实施例3相同，除了能在加压成形部膜2和加热辊4无粘接、以输送速度15m/分钟稳定地连续成形微细结构转印膜之外，将成形后的膜2从模具3脱模后的输送状态也稳定，可得到卷绕不齐小的成形膜。
[0180]实施例8
[0181]除了实施例7的构成之外，本实施例在加热辊4的宽度方向长度220mm中的两端30mm的范围内，使棍径从原外径180mm朝宽度方向外侧逐渐减小最多0.2_。
[0182]此外，按压单元12使用气压缸，在使用压力测定膜7 — 富士膜株式会社制)来测定时，对夹持辊6负载按压力96kN时的、夹持辊6和成形用膜2的接触宽度B在夹压部的中央部为6mm,在两端部逐渐减小，在最端部的宽度为5.6mm,从而确认到在膜宽度方向端部夹持压逐渐变小。
[0183]其他构成及成形条件与实施例7相同。
[0184]在本实施例中，可进行在加压成形部膜2和加热辊4无粘接，脱模后的膜2的输送状态也稳定、且成形后的平面性优良、卷绕形态不发生散乱的微细结构转印膜的连续成形。
[0185]比较例I
[0186]通过共挤出法制作将聚碳酸酯树脂作为芯层、在其两面层叠有PMMA树脂作为成形层的3层层叠膜，用作成形用膜2。该膜的总厚度为200 μ m,各层的层叠比约为1:8:1，宽度为220mm。
[0187]模具3是通过在厚度0.2_的不锈钢带的表面进行了厚度0.1mm镀镍的工件上与该带的周向平行地切削加工出间距40 μ m、深度20 μ m的V形槽形状而制成的。此外，该带的宽度为200mm，周长为1200mm。
[0188]加热辊4使用在含碳素钢的筒状芯材的表面进行了硬质铬镀敷的产品。加热辊4为在整个宽度范围内没有台阶和锥形等形状变化的圆筒形。此外，加热单元使用红外线灯加热器，将加热辊4的表面温度加热到180°C。
[0189]冷却辊5与加热辊4同样，使用将碳素钢作为芯材且在表面进行了硬质铬镀敷的产品。冷却辊5通过在内部循环的流水而总是保持为表面温度20°C。
[0190]夹持辊6使用在宽度220mm、外径160mm的含碳素钢的筒状芯材整个表面以20mm的厚度覆盖聚酯树脂(硬度:肖氏D86° )来作为弹性层10的产品。从而成形用膜2在整个宽度范围内被夹持，膜的宽度方向两端部直接接触加热辊4。
[0191 ] 按压单元12使用气压缸，对夹持辊6负载的按压力为120kN，成形用膜2所负载的表观夹持压σ = IOOMPa0
[0192]膜的成形速度为5m/分钟、IOm/分钟、15m/分钟这三个条件。
[0193]比较例I的微细结构转印膜在输送速度5m/分钟的状态下发生微小曲折，无法稳定地连续成形。此外，若输送速度为IOm/分钟以上，则膜在刚加压后便急剧曲折，无法连续地成形。
[0194]附图标记说明:
[0195]I微细结构转印膜的制造装置2成形用膜2a成形用膜的成形面
[0196]3模具3a模具的微细结构面4加热辊4a加热辊的台阶部
[0197]5冷却辊6夹持辊7剥离辊8开卷辊9卷绕辊
[0198]10弹性层11、13、14、26、27轴承12按压单元
[0199]15架台16滑轨17、21伺服电机18、22进给丝杠[0200]19,23可动单元20载荷检测器24曲折检测传感器
[0201]24a曲折检测传感器的发送侧24b曲折检测传感器的接收侧
[0202]25流体压缸28膜通路
[0203]W成形用膜被模具和夹持辊加压的区域的宽度方向长度
[0204]H从加热辊的悬架模具的部分的表面到两端台阶部的表面的高度(分离距离)
[0205]V从成形用膜的被加压的区域的端部到成形用膜的宽度方向端部的长度
[0206]u从悬架于加热辊的模具的端部到加热辊两端的台阶部的长度
[0207]P由按压单元向夹持辊施加的力
[0208]B夹持辊表面弹性层的和变形相伴的与成形用膜的接触宽度
[0209]6夹持辊表面的弹性层的厚度方向的变形量
[0210]O在加压部向成形用膜施加的压力
【权利要求】
1.一种微细结构转印膜的制造方法，使用微细结构转印膜的制造装置，依次至少通过下述[I]-[V]工序在满足下述(Al)或(A2)的条件下对在至少一个面上具有被转印层的膜进行加工，其中，该制造装置具有无端带状的转印模具，该转印模具悬架于加热辊和冷却棍、并在表面具有微细结构， [I]模具加热工序，其中一边使在表面形成有微细结构的无端带状的模具卷绕到已加热了的加热辊上一边对该模具进行加热； [II]加压转印工序，其中在膜的转印侧表面与所述模具的微细结构表面紧贴了的状态下，通过包括所述加热辊在内的一对辊进行夹持加压； [III]输送工序，其中将加压后的所述模具与所述膜在紧贴的状态下输送到冷却区； [IV]冷却工序，其中在所述冷却区在模具与膜紧贴的状态下从模具侧进行冷却； [V]剥离工序，其中将冷却后的模具与膜剥离， (Al)所述膜的宽度比所述模具的宽度大，且在所述加压转印工序中所述膜的宽度方向两端部相对于所述加 热辊分离， (A2)所述模具的宽度比所述膜的宽度大，且在所述加压转印工序中对所述膜进行加压的区域的宽度比所述膜的宽度小。
2.根据权利要求1所述的微细结构转印膜的制造方法，其中， 还在下述[B]和[C]的控制下进行加工， [B]在所述冷却辊设置对所述模具的输送方向的位置进行调整的单元和对施加于所述模具的张力进行检测的单元，并对所述冷却辊的位置进行控制使得施加于所述模具的张力总是处于预定的范围内， [C]在所述模具设置对宽度方向的位置进行检测的曲折检测传感器和对所述冷却辊的角度进行调整的单元，并对所述冷却辊的角度进行控制使得所述模具的宽度方向的位置总是位于预定的范围内。
3.根据权利要求2所述的微细结构转印膜的制造方法，其中， 在所述剥离工序中使从模具将膜剥离的剥离辊工作，使得其跟随所述冷却辊的角度的调整以保持与所述冷却辊的平行度。
4.根据权利要求2或3所述的微细结构转印膜的制造方法，其中， 对所述冷却辊的角度进行调整的单元使支撑所述冷却辊的一个或两个轴承在所述模具的输送方向上移动。
5.根据权利要求2-4中任一个所述的微细结构转印膜的制造方法，其中， 所述冷却辊的角度调整的分辨率为0.005度以下。
6.根据权利要求1-5中任一个所述的微细结构转印膜的制造方法,其中， 在所述加压转印工序中，在所述模具的宽度方向两端朝向宽度方向外侧逐渐使压力下降。
7.根据权利要求1-6中任一个所述的微细结构转印膜的制造方法，其中， 在所述模具加热工序中，将加热后的模具表面温度调整为膜的T g + 5 (TC到T g +100°C的范围内， 在所述加压转印工序中，将膜所负载的线压力调整为400kN/m以上， 在所述冷却工序中，将冷却后的模具表面温度调整为膜的Tg - 40°C到Tg - 100°C的范围内。
8.一种微细结构转印膜的制造装置，具有无端带状的转印模具，该转印模具悬架于加热辊和冷却辊并在表面具有微细结构，其特征在于:至少具有下述[i]-[V]的基本构成，并满足下述[al]或[a2]， [i]无端带状的模具，其在表面形成有微细结构； [?]加压机构，其至少具备用于对所述模具进行加热的加热辊、与加热辊平行地配置且表面由弹性体覆盖的夹持辊和利用所述两个辊的夹压单元； [iii]冷却辊，其用于对所述模具进行冷却； [iv]剥离机构，其用于将紧贴于模具的膜剥离；和 [v]输送机构，其使所述加热辊和所述冷却辊旋转以输送所述模具， [al]在所述加热辊与所述模具的接触部的宽度方向两端部，在所述加热辊的表面有台阶，使得辊径在宽度方向外侧变小， [a2]所述模具的宽度比所述夹持辊加压部的宽度大。
9.根据权利要求8所述的微细结构转印膜的制造装置，其中， 还具有下述[b]和[c]控制单元， [b]悬架所述模具的冷却辊在能沿所述模具的输送方向滑动的架台上设置，所述架台与使所述架台滑动的可动单元经由载荷检测器连接，对所述可动单元使所述架台滑动时的滑动量进行调整、使得从所 述载荷检测器得到的施加于所述模具的张力总是处于预定的范围内的控制单元； [C]设有对所述模具的宽度方向位置进行检测的曲折检测传感器和对设置于所述架台上的所述冷却辊的角度进行调整的辊倾动单元，对所述冷却辊的倾动量进行调整、使得从所述曲折检测传感器得到的所述模具的宽度方向位置总是处于预定的范围内的控制单元。
10.根据权利要求9所述的微细结构转印膜的制造装置，其中， 与所述冷却辊接近配置的所述剥离辊的辊倾动单元是与所述冷却辊相同的辊倾动单J Li ο
11.根据权利要求8-10中任一个所述的微细结构转印膜的制造装置，其中， 所述夹持辊表面的弹性体的橡胶硬度按照ASTM D2240:2005规格计算为70-97°。
12.根据权利要求8-11中任一个所述的微细结构转印膜的制造装置，其中， 在所述加热辊的宽度方向两端部，辊径朝向宽度方向外侧逐渐变小。
13.根据权利要求8-11中任一个所述的微细结构转印膜的制造装置，其中， 在所述模具的宽度方向两端部，模具的厚度朝向宽度方向外侧逐渐变小。
14.根据权利要求8-11中任一个所述的微细结构转印膜的制造装置，其中， 在所述夹持辊的宽度方向两端部，辊径朝向宽度方向外侧逐渐变小。
【文档编号】B29L7/00GK103459126SQ201280015339
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月29日 优先权日:2011年3月31日
【发明者】末宗彻也, 箕浦洁 申请人:东丽株式会社