基材レス機能性部材の製造方法
【課題】特定の機能を発揮しうる機能性部材に関し、基材を有することにより生じる弊害、即ち、機能性部材のカールの発生を防止しつつ、当該部材の薄型化に対応した基材レス機能性部材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の基材レス機能性部材２０は、（１）所定の凹凸パターンを有する型３に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層２及び基材１を順に積層する工程、（２）前記機能層２に電離放射線を照射して機能層２を半硬化させた後、型３から機能層２及び基材１を剥離する工程、（３）保護シート４を前記機能層２の少なくとも一部に貼り付け、基材１から当該機能層２及び保護シート４を剥離する工程を順に行うことにより製造するものである。
【解決手段】本発明の基材レス機能性部材２０は、（１）所定の凹凸パターンを有する型３に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層２及び基材１を順に積層する工程、（２）前記機能層２に電離放射線を照射して機能層２を半硬化させた後、型３から機能層２及び基材１を剥離する工程、（３）保護シート４を前記機能層２の少なくとも一部に貼り付け、基材１から当該機能層２及び保護シート４を剥離する工程を順に行うことにより製造するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の機能を発揮しうる機能性部材に関し、基材を有することにより生じる弊害、即ち、機能性部材のカールの発生を防止しつつ当該部材の薄型化が可能な基材レス機能性部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光拡散フィルム、光制御フィルム、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、無反射フィルム等の各種光学フィルム、細胞培養チップ、ＤＮＡチップ、バイオデバイス、エネルギーデバイス等の各種機能を発揮しうる機能性部材が提案されている。通常このような機能性部材は、当該部材の構成要素の一部に、基材として寸法安定性や機械的強度に優れるポリエステル系フィルムが用いられ、当該フィルム上に、光拡散層、マット層、バックコート層、無反射層、レンズ層等の各種機能を発揮しうる凹凸パターンを有する機能層が設けられている。
【０００３】
このような機能性部材の一般的な製造方法としては、例えば、基材上に溶融状態の熱可塑性樹脂を連続的に押出して供給した後、当該熱可塑性樹脂に型ロールを押しあて、型ロール表面の凹凸パターンを当該熱可塑性樹脂に転写することで当該熱可塑性樹脂の表面に凹凸形状を賦形して機能層を形成する２Ｔ（Ｔｈｅｒｍａｌ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法や、あらかじめ基材表面に形成された電離放射線硬化型樹脂層に型ロールを押圧した状態で、基材裏側から紫外線を照射し電離放射線硬化型樹脂層を硬化させて凹凸パターンを転写した機能層を形成する２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法等がある（特許文献１、２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８４３９７公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平８−１６６５０２公報（従来の技術）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
機能性部材を製造するには、上述したように通常機能層を形成するための基材が必要となる。当該機能層は、２Ｐ法の場合、電離放射線硬化型樹脂等により構成され、当該樹脂を硬化させるために電離放射線を照射する必要がある。このとき、電離放射線の照射による当該機能層の硬化、収縮によって、当該機能層と基材との間に収縮率の相違が生じ、機能性部材としてカールが発生する場合があった。
【０００６】
また、近年、携帯電話、ＰＤＡ等の各種機器においては、構成部材のさらなる薄型化が要求されている。これに対し、基材を薄くすることにより構成部材の薄型化が図られるが、そうすると基材の強度が低下し、上述したカールの発生がさらに顕著となってしまう。この点を改良するため、機能性部材の構成部材の一つである基材自体をなくすことができれば、カールの発生を抑えることができる。
【０００７】
このように、特定の機能を発揮しうる機能性部材において、カールが発生することなく当該部材の薄型化に対応した機能性部材を製造することが切望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、電離放射線の照射量を制御して電離放射線硬化型樹脂からなる機能層を半硬化状態とすることにより、機能性部材を製造する際に必要であった基材を、層の破壊に起因した機能低下等を生じさせることなく機能層から剥離することができるようになり、カールの発生を防止しつつ機能性部材の薄型化が図れることを見いだした。また、機能層を半硬化状態とすることで、基材を剥離するために用いる保護シートとの密着性が向上し、作業性良く基材レス機能性部材を製造できることを見いだした。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、機能性部材のカールの発生を防止しつつ当該部材の薄型化に対応した、基材レス機能性部材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
即ち、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（１）所定の凹凸パターンを有する型と基材との間に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層を形成する工程、（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程、（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程を順に行うことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは（１）の工程が、所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは（３）の工程後、（４）機能層から保護シートを剥離する工程を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは前記保護シートが接着層を有しており、当該接着層が硬化型樹脂を含み、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えて当該硬化型樹脂を硬化させた後、前記機能層から前記保護シートを剥離するものであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは前記保護シートの接着層が電離放射線硬化型樹脂を含むものであって、（３）の工程後、機能層に電離放射線を再照射して前記機能層をさらに硬化させる工程を行い、当該工程の後に前記機能層から前記保護シートを剥離することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは、機能層を半硬化させた状態における基材と機能層との接着力が、２．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法により得られる機能性部材が、プリズムシートであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上述の（１）から（３）の工程を順に行うことにより、基材レス機能性部材が製造可能であるから、従来のように基材を有することにより生じる弊害、即ち、機能性部材のカールの発生を防止しつつ当該部材の薄型化が図れる基材レス機能性部材を作業性良く製造することができる。
【００１８】
また、上述の工程を順に行うことにより保護シート付きの基材レス機能性部材を製造することができるため、機能層が容易に変形することを防止したり、搬送等の際に傷を生じさせることなく取り扱うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（１）所定の凹凸パターンを有する型と基材との間に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層を形成する工程、（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程、（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程を順に行うものである。
【００２０】
なお、（１）の工程における機能層を形成する手法としては、当該機能層を充填する手法や、積層する手法等が挙げられるが、当該（１）工程を、所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程とすることが好ましい。以下、本実施の態様を基にした、基材レス機能性部材の製造方法の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の基材レス機能性部材２０の製造方法の一つの実施形態を示す断面図である。本発明の基材レス機能性部材２０は、（１）所定の凹凸パターンを有する型３に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層２及び基材１を順に積層する工程、（２）機能層２に電離放射線を照射して機能層２を半硬化させた後、機能層２及び基材１を型３から剥離する工程、（３）機能層２の少なくとも一部に保護シート４を貼り付け、機能層２及び保護シート４を基材１から剥離する工程を順に行うものである。なお、図１における１０は、基材１と機能層２とから構成されてなる機能性部材を表しており、２０は、保護シート４と機能層２とから構成されてなる本発明の基材レス機能性部材を表している。また、基材レス機能性部材２０は、後述する保護シート４を剥離することにより、機能層２単層からなる基材レス機能性部材２としてもよい。
【００２２】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、まず、（１）所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程を行う。
【００２３】
本発明に用いられる型は、所定の凹凸パターンが施されてなるものである。所定の凹凸パターンを有する型は、例えば、レーザー微細加工技術により、任意の型に特定形状の凹部或いは凸部を配置密度が例えば数千個／ｍｍ2となるように形成し、これを雄型として成型用の型（雌型）を作製する、或いは、所定の粒子径の粒子を分散させた樹脂を基材に塗布・乾燥して凹凸層を有する樹脂型を作製し、これを雄型として成型用の型（雌型）を作製すること等により得られる。
【００２４】
所定の凹凸パターンとしては、例えば、機能性部材として光制御フィルムとすることを想定した場合では、ピッチが数〜１００μｍ程度の凸部を、１０〜２０００００個／ｍｍ2程度形成されるように作製したものが好ましい。
【００２５】
また、プリズムシートを想定した場合では、従来公知のプリズムシートの形状と同様に、頂角が８０〜１０５°の範囲内において、ピッチが平均値で２０〜５０μｍ程度の凹凸パターン（プリズム面）が形成されるように作製したものが好ましい。
【００２６】
なお、本発明によれば、基材レスの機能性部材を製造することができるが、機能性部材の中でも特に携帯電話、ＰＤＡ等に用いられ、構成部材の薄型化が要求されるプリズムシートを製造する場合に本発明が好適に用いられる。また、本発明によれば、カールが発生することなく平面性に優れた機能性部材が得られるため、光の高精度な指向性が要求されるプリズムシートを製造する場合に好適に用いられる。
【００２７】
本発明の凹凸パターンを有する型に積層する機能層は、型が有する凹凸パターンとは相補的な凹凸パターンを備えることにより、特定の機能を発揮しうる層である。このような機能層としては、機能性部材全体として光拡散フィルム、光制御フィルム、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、無反射フィルム等の各種光学フィルム、細胞培養チップ、ＤＮＡチップ、バイオデバイス、エネルギーデバイス等のような各種機能を発揮しうる光拡散層、マット層、バックコート層、無反射層、レンズ層等が挙げられる。
【００２８】
上述した機能層は、電離放射線硬化型樹脂を含むものである。本発明においては、後述するように当該電離放射線硬化型樹脂に対する電離放射線の照射量を制御して機能層を半硬化させることで、基材と機能層とが強固に接着することなく剥離可能な状態のまま、機能層及び基材を型から剥離することができる。これにより、基材レスの機能性部材を形成する際に、機能層を基材から層の破壊に起因した機能低下等を生じさせることなく剥離することができる。また、機能層が半硬化状態であることにより、後述する保護シートとの密着性が向上し、本発明の基材レス機能性部材を製造する作業性が良好なものとなる。
【００２９】
当該機能層に用いるこのような電離放射線硬化型樹脂としては、例えば電離放射線の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーや光重合性モノマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく用いられる。このアクリル系プレポリマーとしては、ポリウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリフルオロアルキルアクリレート、シリコーンアクリレート等が挙げられ、型や基材の種類、用途等に応じて適宜選択することができる。
【００３０】
光重合性モノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等の２官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能アクリルモノマー等の１種若しくは２種以上が使用される。
【００３１】
これら光重合性プレポリマーや光重合性モノマーは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性の向上や、粘度の調整等、種々の性能を付与するために、適宜組み合わせて用いることが好ましい。
【００３２】
また、当該機能層を紫外線照射によって硬化させて使用する場合には、上述した光重合性プレポリマー及び光重合性モノマーの他、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を用いることが好ましい。
【００３３】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。
【００３４】
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合障害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルなどが挙げられる。
【００３５】
また、当該機能層の樹脂成分としては、以上のような電離放射線硬化型樹脂の他、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、熱可塑性樹脂や熱硬化型樹脂等の他の樹脂を用いてもよい。
【００３６】
さらに、当該機能層中には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、架橋剤、粘着付与剤、酸増殖剤、希釈溶剤、充填剤、着色剤、マット剤、易滑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、顔料分散剤、流動調整剤、消泡剤等を含有することもできる。
【００３７】
機能性部材を構成する機能層の厚みは、各々の機能に応じて適宜設計されるが、２００μｍ以下であることが好ましく、さらに５０μｍ以下の薄型のものであるときに、本発明の製造方法により作業性良く製造することができる。また、当該機能層の構造中の平坦部分の厚みは、機能層全体の厚みを薄くしつつ所望の機能を発揮する凹凸部分が不意に分離・脱落してしまうことを防止する観点から、２〜１２μｍ程度の厚みとすることが好ましい。なお、ここで平坦部分の厚みｃとは、図２に示すように、機能層の凹凸面とは反対側の平滑面から機能層の凹凸部分の下端部までの厚みをいい、機能層全体の厚みａとは、機能層の凹凸部分の厚みｂと平坦部分の厚みｃとの合計厚みをいう。ここで、例えば機能性部材がプリズムシート（プリズムのピッチが５０μｍ、頂角が９０°）であれば、機能層全体の厚みを２７〜３７μｍ（平坦部分の厚みが、２〜１２μｍ）程度とすることが好ましい。
【００３８】
次に、当該機能層上に積層する基材は、電離放射線に対し透過性を有する材料であれば特に限定されず、ガラスやプラスチックからなる板或いはフィルム等を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアリレート、アクリル、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニル等のプラスチックフィルム或いはシートが使用でき、寸法安定性の点で、延伸加工、特に二軸延伸加工されたものが好ましい。
【００３９】
なお、基材には、帯電防止剤を混練させることが好ましい。当該基材に帯電防止剤を混練させることにより、後述するように基材を機能層から剥離する際に生じうる剥離帯電を防止することができるからである。
【００４０】
また、基材には、機能層と接する面において易接着処理が施されていることが好ましい。基材に易接着処理を施すことにより、基材と機能層との接着力が、型と機能層との接着力よりも強くさせ易くすることができる。
【００４１】
また、基材には、機能層と接する面においてマット処理を施してもよい。マット処理を施すことで、基材に機能層を積層し、後述する（３）の工程で基材を剥離すると、機能層の基材と接する面にマット形状が転写されることになる。そうすることで、当該機能層の凹凸面とは反対面に、ニュートンリング防止機能等の特定の機能を付加させることもできる。
【００４２】
基材の厚みは、機能層に形成される凹凸パターンによって適宜選択されるが、通常２５〜２００μｍであることが好ましい。
【００４３】
凹凸パターンを有する型に機能層、基材を積層する方法としては、上述の電離放射線硬化型樹脂や他の樹脂成分等から構成される材料を混合させてなる機能層用塗布液を、従来から公知の方法、例えば、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、ダイコーター、スプレー、スクリーン印刷などにより上述の基材上に塗布し、基材の機能層用塗布液が塗布されている側と凹凸パターンを有する型の凹凸面とを対向させて積層することができる。或いは、上述した機能層用塗布液を、上記と同様の塗布方法により凹凸パターンを有する型に塗布し、型の当該機能層用塗布液が塗布されている面に基材を対向させて積層することができる。
【００４４】
次に、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程を行う。
【００４５】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法によれば、上述した機能層に対する電離放射線の照射量を制御して機能層を半硬化状態とすることで、基材と機能層とが強固に接着することなく剥離可能な状態のまま、機能層及び基材を型から剥離することができる。これにより、基材レスの機能性部材を層の破壊に起因した機能低下等を生じさせることなく製造することができる。また、機能層への電離放射線の照射量を従来に比べ少なくさせることができるため、電離放射線の照射を理由とした基材の熱変形や、機能層の過度な硬化・収縮を防止でき、より精度の高い機能性部材を製造することができる。なお、電離放射線は、通常基材側から照射するが、本発明で用いる型が透過性を有するものであれば、型側から照射しても構わない。
【００４６】
本発明でいう「半硬化」とは、機能層として用いられる材料や機能層の厚み、機能層へ照射する電離放射線の種類等によっても左右されるため一概にはいえないが、機能層を完全硬化させるまでに要する電離放射線の累積照射量を１００％とした場合に、１．５〜７０％程度、好ましくは１．５〜２５％程度の照射量で硬化させたものをいう。
【００４７】
機能層を構成する電離放射線硬化型樹脂に対して電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプなどから発せられる１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。
【００４８】
機能層に対し上述のような電離放射線の照射により半硬化させた状態における基材と機能層との接着力は、凹凸パターンを有する型と機能層との接着力よりも強いものであり、かつ、機能層と後述する保護シートとの接着力よりも弱いものであれば特に限定されないが、上限としては２．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることが本発明の基材レス機能性部材の製造上好ましい。また、機能層を半硬化させた状態における、凹凸パターンを有する型と機能層との接着力は、上述した基材と機能層との接着力よりも弱いものであれば特に限定されないが、２Ｎ／２５ｍｍ以下とすることが機能層を型から剥がし易くさせる観点から好ましく、さらに下限として０．２Ｎ／２５ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４９】
本発明の（２）の工程では、図１の（２）に示すように、基材１、機能層２及び型３が上述のような接着力の関係となるように機能層２に電離放射線を照射した後に、機能層２及び基材１を型３から剥離する。
【００５０】
次に、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程を行う。
【００５１】
本発明で用いる保護シートは、少なくとも機能層に対し接着性を有するものであり、また、基材と機能層との接着力よりも機能層と保護シートとの接着力が強いものである。当該保護シートは、接着層単層からなるものであってもよいが、支持体上に接着層を形成した複数の層構造の方が、機能層保護の観点や基材レス機能性部材を製造する作業上好ましい。
【００５２】
保護シートが支持体と接着層とから構成されてなる場合には、支持体としては上述した基材と同様のものを用いることができる。支持体の厚みとしては、特に限定されないが、搬送時等の取扱い性を考慮すると３０〜１００μｍであることが好ましい。
【００５３】
接着層としては、接着剤として挙げられる従来公知の樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エチレン・酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フェノール系樹脂、シアノアクリレート系樹脂等の合成樹脂、天然ゴム系、再生ゴム系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系等のゴム系樹脂などの電離放射線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。また、当該接着層には、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、接着性を有しない他の電離放射線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂を含有させてもよい。
【００５４】
さらに、接着層中には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、架橋剤、粘着付与剤、酸増殖剤、希釈溶剤、充填剤、着色剤、マット剤、易滑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、顔料分散剤、流動調整剤、消泡剤等を含有させることもできる。
【００５５】
接着層の厚みは、５〜４０μｍ程度とすることが好ましい。このような範囲とすることにより、所望の接着能力を得易くすることができる。
【００５６】
本発明の（３）の工程では、図１の（３）にあるように、機能性部材１０の機能層２に、上述した保護シート４の接着層を貼り合わせ、機能層２及び保護シート４を基材１から剥離する。なお、図１では、保護シート４を、機能層２の機能面の略全面を覆うように貼り合わせているが、機能層２保護の観点から、具体的には機能層２の機能面を９０％以上覆うことが好ましく、１００％覆うことがより好ましい。
【００５７】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法によれば、上述のように機能層が半硬化状態であり適度なタックを備えていることから、機能層と保護シートとを貼り合わせる際の密着性が向上し、基材レス機能性部材を作業性良く製造することができる。また、基材と機能層とが強固に接着することなく剥離可能な状態のまま保護シートを当該機能層に貼り付けることで、基材を剥離する際に機能層の破壊等の悪影響を及ぼすこともない。さらには、当該機能層の機能面側に当該保護シートが備わっていることから、基材から機能層を剥離する際や剥離後の保存時に機能層が容易に変形することを防止したり、搬送時等において機能性部材に傷を発生させることを防止することができる。
【００５８】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、さらに（３）の工程後、さらに（４）機能層から保護シートを剥離する工程を行うことができる。本発明に用いる保護シートは、単に機能層を基材から剥離する際に用いられるだけでなく、機能層の機能面が変形することを防止したり、搬送時の傷の付着を防止しうる観点からも用いられるが、各種機器の一部に組み込む際に、薄型化の観点等から保護シートを剥離除去できた方が好ましい場合があるからである。
【００５９】
機能層から保護シートを剥離除去する方法としては、例えば、保護シートに任意の粘着シートを貼着した後、粘着シートを引っ張ることにより粘着シート及び保護シートを機能層から剥離除去することができる。また、機能層の保護シートを有する面の反対面に任意の粘着シートを貼着した後、保護シートを引っ張ることにより粘着シート及び機能層から保護シートを剥離除去することができる。なお、後者の場合であれば、当該粘着シートを利用して被着体にそのまま貼着することもできる。
【００６０】
また、保護シートの接着層が樹脂成分として硬化型樹脂を含有する場合には、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えて当該硬化型樹脂を硬化させた後、機能層から保護シートを剥離させることが好ましい。
【００６１】
保護シートを構成する接着層中に硬化型樹脂が含まれる場合、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加え、当該硬化型樹脂を硬化収縮させることで、接着層と機能層との接着力を低下させることができる。これにより、硬化型樹脂に外部エネルギーを加える前においては、基材と機能層との接着力を上回る高い接着力を有することにより、機能層を基材から剥離させることができる。一方、硬化型樹脂に外部エネルギーを加えた後では、接着層と機能層との接着力が低下するため、機能層或いは保護シートが凝集破壊することなく機能層から保護シートを容易に剥離除去することができる。なお、硬化型樹脂として電離放射線硬化型樹脂を選択した場合には、上述した機能層をさらに硬化させる際に照射する電離放射線を外部エネルギーとしてそのまま利用することができ、機能層をさらに硬化させ強度を十分なものとさせつつ、同時に、機能層と保護シートとの接着力を低下させ、効率よく基材レス機能性部材を製造することもできる。
【００６２】
接着層中に含まれるこのような硬化型樹脂としては、電離放射線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられる。電離放射線硬化型樹脂としては、上述したように機能層を構成する電離放射線硬化型樹脂として列挙したものと同様のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、熱を加えることにより熱硬化性樹脂が熱硬化して、接着力が低下するものを用いることが好ましい。
【００６３】
ここで、前記硬化型樹脂の接着力を制御する際に用いられる外部エネルギーとしては、硬化型樹脂が電離放射線硬化型樹脂であれば、上述の機能層を構成する電離放射線硬化型樹脂を硬化させる際に用いられるものと同様の電離放射線が挙げられる。一方、硬化型樹脂が熱硬化性樹脂であれば、熱が挙げられる。
【００６４】
接着層の硬化型樹脂に外部エネルギーを加える前における機能層と保護シートとの接着力は、基材と機能層との接着力よりも強いものであれば特に限定されないが、５Ｎ／２５ｍｍ以上とすることが本発明の基材レス機能性部材の作製上好ましい。一方、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えた後の機能層と保護シートとの接着力は、０．３Ｎ／２５ｍｍ以下とすることが機能層或いは保護シートが凝集破壊してしまうことを防止する観点から好ましい。
【００６５】
また、（３）の工程後、機能層に電離放射線を再照射して機能層をさらに硬化させる工程を、機能層から保護シートを剥離する前、或いは、機能層から保護シートを剥離した後に行うことが好ましい。
【００６６】
本発明で用いられる機能層は（３）の工程まで半硬化状態であるが、機能層の強度を十分確保させる観点から、機能層を基材から剥離した後電離放射線を再照射して、機能層をさらに硬化させることが好ましい。なお、機能層をさらに硬化させる程度については、機能層の強度をより十分なものとさせる観点から、機能層を完全硬化させることがさらに好ましい。
【００６７】
また、機能層への電離放射線の照射を二段階に分けて機能層を硬化させることにより、機能層を一度で硬化させる従来の製造方法に比べ、電離放射線の照射を原因とした基材の熱による変形を極力抑えることができ、より精度の高い機能層を製造することができる。
【００６８】
また、上述のように、機能層をさらに硬化させる作業と、機能層から保護シートを剥離する作業とは前後しても構わないが、先に機能層をさらに硬化させてから保護シートを剥離した方が、機能層の機能面の形状が維持される観点から好ましい。
【００６９】
当該機能層をさらに硬化させるために電離放射線を照射する方法としては、上述した機能層を半硬化させる際に照射する方法と同様に行うことができる。
【００７０】
以上のように、本発明の製造方法によれば、基材レスの機能性部材を、カールや層の破壊等の何らの影響を受けることなく製造することができる。したがって、平面性を有しつつ薄型化が求められる光拡散フィルム、光制御フィルム、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、偏光フィルム、位相差フィルム、電磁波シールドフィルム、光反射フィルム、無反射フィルム等の各種光学フィルム、細胞培養チップ、ＤＮＡチップ、バイオデバイス、エネルギーデバイス等の分野において好適に用いることができる。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。
【００７２】
［実施例１］
頂角９０°、ピッチが５０μｍの単位プリズム形状が複数規則的に配列されてなる型に、下記処方の機能層用塗布液を塗布し、厚み１００μｍの基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインA4100：東洋紡績社）を密着させ、ポリエチレンテレフタレートフィルムと型との間に、型のプリズム形状とは相補的なプリズム形状が形成された機能層（機能層全体の厚み：３０μｍ、平坦部分の厚み：５μｍ）を充填した。
【００７３】
＜機能層用塗布液＞
・アクリルモノマー ５０部
（メタクリル酸メチル：和光純薬社）
・多官能性アクリルモノマー ４５部
（ＮＫエステルA-TMPT-3EO：新中村化学工業社）
・光重合開始剤 ５部
（イルガキュア184：チバ・ジャパン社）
【００７４】
次に、型上に機能層、ポリエチレンテレフタレートフィルムが順に積層された状態で、ポリエチレンテレフタレートフィルム側から、高圧水銀灯により紫外線を７５ｍＪ／ｃｍ2照射して機能層を半硬化させ、その後、ポリエチレンテレフタレートフィルム及び機能層を型から剥離させた。なお、このときの機能層と型との接着力は、１Ｎ／２５ｍｍであり、ポリエチレンテレフタレートフィルムと機能層との接着力は２．１Ｎ／２５ｍｍであった。
【００７５】
次いで、機能層に保護シート（ソマタックＵＶ 125UV：ソマール社、紫外線硬化型樹脂を含む接着層を含む）を略全面（約９８％）に貼り付け、当該保護シートを引っ張ることにより、当該保護シート及び機能層を、ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離することができた。このとき、層の破壊等の何らの影響を及ぼすことなく、機能層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離することができ、基材の存在しない機能層（本発明の基材レス機能性部材）を製造することができた。なお、このときの保護シートと機能層との接着力は、６．１Ｎ／２５ｍｍであった。
【００７６】
さらに、当該機能層及び保護シートに対し、再度高圧水銀灯により紫外線を６００ｍＪ／ｃｍ2照射させた。機能層は、紫外線の照射により架橋がさらに進み、完全に硬化した。また、保護シートは、その接着層が備える紫外線硬化型樹脂が、外部エネルギーである紫外線の照射により架橋・硬化し、機能層との接着力が、０．１５Ｎ／２５ｍｍ以下に低下した。
【００７７】
接着力の低下により、当該保護シートを当該機能層から容易に剥離することができ、機能層のみからなる本発明の基材レス機能性部材を製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の基材レス機能性部材の製造方法の一実施形態を示す断面図
【図２】本発明の機能層の厚みの関係を示す断面図
【符号の説明】
【００７９】
１・・・・基材
２・・・・機能層
３・・・・型
４・・・・保護シート
１０・・・機能性部材
２０・・・基材レス機能性部材
ａ・・・・機能層全体の厚み
ｂ・・・・凹凸部分の厚み
ｃ・・・・平坦部分の厚み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の機能を発揮しうる機能性部材に関し、基材を有することにより生じる弊害、即ち、機能性部材のカールの発生を防止しつつ当該部材の薄型化が可能な基材レス機能性部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光拡散フィルム、光制御フィルム、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、無反射フィルム等の各種光学フィルム、細胞培養チップ、ＤＮＡチップ、バイオデバイス、エネルギーデバイス等の各種機能を発揮しうる機能性部材が提案されている。通常このような機能性部材は、当該部材の構成要素の一部に、基材として寸法安定性や機械的強度に優れるポリエステル系フィルムが用いられ、当該フィルム上に、光拡散層、マット層、バックコート層、無反射層、レンズ層等の各種機能を発揮しうる凹凸パターンを有する機能層が設けられている。
【０００３】
このような機能性部材の一般的な製造方法としては、例えば、基材上に溶融状態の熱可塑性樹脂を連続的に押出して供給した後、当該熱可塑性樹脂に型ロールを押しあて、型ロール表面の凹凸パターンを当該熱可塑性樹脂に転写することで当該熱可塑性樹脂の表面に凹凸形状を賦形して機能層を形成する２Ｔ（Ｔｈｅｒｍａｌ−Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）法や、あらかじめ基材表面に形成された電離放射線硬化型樹脂層に型ロールを押圧した状態で、基材裏側から紫外線を照射し電離放射線硬化型樹脂層を硬化させて凹凸パターンを転写した機能層を形成する２Ｐ（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒ）法等がある（特許文献１、２）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８４３９７公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開平８−１６６５０２公報（従来の技術）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
機能性部材を製造するには、上述したように通常機能層を形成するための基材が必要となる。当該機能層は、２Ｐ法の場合、電離放射線硬化型樹脂等により構成され、当該樹脂を硬化させるために電離放射線を照射する必要がある。このとき、電離放射線の照射による当該機能層の硬化、収縮によって、当該機能層と基材との間に収縮率の相違が生じ、機能性部材としてカールが発生する場合があった。
【０００６】
また、近年、携帯電話、ＰＤＡ等の各種機器においては、構成部材のさらなる薄型化が要求されている。これに対し、基材を薄くすることにより構成部材の薄型化が図られるが、そうすると基材の強度が低下し、上述したカールの発生がさらに顕著となってしまう。この点を改良するため、機能性部材の構成部材の一つである基材自体をなくすことができれば、カールの発生を抑えることができる。
【０００７】
このように、特定の機能を発揮しうる機能性部材において、カールが発生することなく当該部材の薄型化に対応した機能性部材を製造することが切望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、電離放射線の照射量を制御して電離放射線硬化型樹脂からなる機能層を半硬化状態とすることにより、機能性部材を製造する際に必要であった基材を、層の破壊に起因した機能低下等を生じさせることなく機能層から剥離することができるようになり、カールの発生を防止しつつ機能性部材の薄型化が図れることを見いだした。また、機能層を半硬化状態とすることで、基材を剥離するために用いる保護シートとの密着性が向上し、作業性良く基材レス機能性部材を製造できることを見いだした。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、機能性部材のカールの発生を防止しつつ当該部材の薄型化に対応した、基材レス機能性部材の製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
即ち、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（１）所定の凹凸パターンを有する型と基材との間に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層を形成する工程、（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程、（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程を順に行うことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは（１）の工程が、所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは（３）の工程後、（４）機能層から保護シートを剥離する工程を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは前記保護シートが接着層を有しており、当該接着層が硬化型樹脂を含み、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えて当該硬化型樹脂を硬化させた後、前記機能層から前記保護シートを剥離するものであることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは前記保護シートの接着層が電離放射線硬化型樹脂を含むものであって、（３）の工程後、機能層に電離放射線を再照射して前記機能層をさらに硬化させる工程を行い、当該工程の後に前記機能層から前記保護シートを剥離することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、好ましくは、機能層を半硬化させた状態における基材と機能層との接着力が、２．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法により得られる機能性部材が、プリズムシートであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上述の（１）から（３）の工程を順に行うことにより、基材レス機能性部材が製造可能であるから、従来のように基材を有することにより生じる弊害、即ち、機能性部材のカールの発生を防止しつつ当該部材の薄型化が図れる基材レス機能性部材を作業性良く製造することができる。
【００１８】
また、上述の工程を順に行うことにより保護シート付きの基材レス機能性部材を製造することができるため、機能層が容易に変形することを防止したり、搬送等の際に傷を生じさせることなく取り扱うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（１）所定の凹凸パターンを有する型と基材との間に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層を形成する工程、（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程、（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程を順に行うものである。
【００２０】
なお、（１）の工程における機能層を形成する手法としては、当該機能層を充填する手法や、積層する手法等が挙げられるが、当該（１）工程を、所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程とすることが好ましい。以下、本実施の態様を基にした、基材レス機能性部材の製造方法の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の基材レス機能性部材２０の製造方法の一つの実施形態を示す断面図である。本発明の基材レス機能性部材２０は、（１）所定の凹凸パターンを有する型３に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層２及び基材１を順に積層する工程、（２）機能層２に電離放射線を照射して機能層２を半硬化させた後、機能層２及び基材１を型３から剥離する工程、（３）機能層２の少なくとも一部に保護シート４を貼り付け、機能層２及び保護シート４を基材１から剥離する工程を順に行うものである。なお、図１における１０は、基材１と機能層２とから構成されてなる機能性部材を表しており、２０は、保護シート４と機能層２とから構成されてなる本発明の基材レス機能性部材を表している。また、基材レス機能性部材２０は、後述する保護シート４を剥離することにより、機能層２単層からなる基材レス機能性部材２としてもよい。
【００２２】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、まず、（１）所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程を行う。
【００２３】
本発明に用いられる型は、所定の凹凸パターンが施されてなるものである。所定の凹凸パターンを有する型は、例えば、レーザー微細加工技術により、任意の型に特定形状の凹部或いは凸部を配置密度が例えば数千個／ｍｍ2となるように形成し、これを雄型として成型用の型（雌型）を作製する、或いは、所定の粒子径の粒子を分散させた樹脂を基材に塗布・乾燥して凹凸層を有する樹脂型を作製し、これを雄型として成型用の型（雌型）を作製すること等により得られる。
【００２４】
所定の凹凸パターンとしては、例えば、機能性部材として光制御フィルムとすることを想定した場合では、ピッチが数〜１００μｍ程度の凸部を、１０〜２０００００個／ｍｍ2程度形成されるように作製したものが好ましい。
【００２５】
また、プリズムシートを想定した場合では、従来公知のプリズムシートの形状と同様に、頂角が８０〜１０５°の範囲内において、ピッチが平均値で２０〜５０μｍ程度の凹凸パターン（プリズム面）が形成されるように作製したものが好ましい。
【００２６】
なお、本発明によれば、基材レスの機能性部材を製造することができるが、機能性部材の中でも特に携帯電話、ＰＤＡ等に用いられ、構成部材の薄型化が要求されるプリズムシートを製造する場合に本発明が好適に用いられる。また、本発明によれば、カールが発生することなく平面性に優れた機能性部材が得られるため、光の高精度な指向性が要求されるプリズムシートを製造する場合に好適に用いられる。
【００２７】
本発明の凹凸パターンを有する型に積層する機能層は、型が有する凹凸パターンとは相補的な凹凸パターンを備えることにより、特定の機能を発揮しうる層である。このような機能層としては、機能性部材全体として光拡散フィルム、光制御フィルム、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、無反射フィルム等の各種光学フィルム、細胞培養チップ、ＤＮＡチップ、バイオデバイス、エネルギーデバイス等のような各種機能を発揮しうる光拡散層、マット層、バックコート層、無反射層、レンズ層等が挙げられる。
【００２８】
上述した機能層は、電離放射線硬化型樹脂を含むものである。本発明においては、後述するように当該電離放射線硬化型樹脂に対する電離放射線の照射量を制御して機能層を半硬化させることで、基材と機能層とが強固に接着することなく剥離可能な状態のまま、機能層及び基材を型から剥離することができる。これにより、基材レスの機能性部材を形成する際に、機能層を基材から層の破壊に起因した機能低下等を生じさせることなく剥離することができる。また、機能層が半硬化状態であることにより、後述する保護シートとの密着性が向上し、本発明の基材レス機能性部材を製造する作業性が良好なものとなる。
【００２９】
当該機能層に用いるこのような電離放射線硬化型樹脂としては、例えば電離放射線の照射によって架橋硬化することができる光重合性プレポリマーや光重合性モノマーを用いることができ、この光重合性プレポリマーとしては、１分子中に２個以上のアクリロイル基を有し、架橋硬化することにより３次元網目構造となるアクリル系プレポリマーが特に好ましく用いられる。このアクリル系プレポリマーとしては、ポリウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエポキシアクリレート、メラミンアクリレート、ポリフルオロアルキルアクリレート、シリコーンアクリレート等が挙げられ、型や基材の種類、用途等に応じて適宜選択することができる。
【００３０】
光重合性モノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート等の単官能アクリルモノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレート等の２官能アクリルモノマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の多官能アクリルモノマー等の１種若しくは２種以上が使用される。
【００３１】
これら光重合性プレポリマーや光重合性モノマーは単独でも使用可能であるが、架橋硬化性の向上や、粘度の調整等、種々の性能を付与するために、適宜組み合わせて用いることが好ましい。
【００３２】
また、当該機能層を紫外線照射によって硬化させて使用する場合には、上述した光重合性プレポリマー及び光重合性モノマーの他、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を用いることが好ましい。
【００３３】
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α−アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等が挙げられる。
【００３４】
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合障害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルなどが挙げられる。
【００３５】
また、当該機能層の樹脂成分としては、以上のような電離放射線硬化型樹脂の他、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、熱可塑性樹脂や熱硬化型樹脂等の他の樹脂を用いてもよい。
【００３６】
さらに、当該機能層中には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、架橋剤、粘着付与剤、酸増殖剤、希釈溶剤、充填剤、着色剤、マット剤、易滑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、顔料分散剤、流動調整剤、消泡剤等を含有することもできる。
【００３７】
機能性部材を構成する機能層の厚みは、各々の機能に応じて適宜設計されるが、２００μｍ以下であることが好ましく、さらに５０μｍ以下の薄型のものであるときに、本発明の製造方法により作業性良く製造することができる。また、当該機能層の構造中の平坦部分の厚みは、機能層全体の厚みを薄くしつつ所望の機能を発揮する凹凸部分が不意に分離・脱落してしまうことを防止する観点から、２〜１２μｍ程度の厚みとすることが好ましい。なお、ここで平坦部分の厚みｃとは、図２に示すように、機能層の凹凸面とは反対側の平滑面から機能層の凹凸部分の下端部までの厚みをいい、機能層全体の厚みａとは、機能層の凹凸部分の厚みｂと平坦部分の厚みｃとの合計厚みをいう。ここで、例えば機能性部材がプリズムシート（プリズムのピッチが５０μｍ、頂角が９０°）であれば、機能層全体の厚みを２７〜３７μｍ（平坦部分の厚みが、２〜１２μｍ）程度とすることが好ましい。
【００３８】
次に、当該機能層上に積層する基材は、電離放射線に対し透過性を有する材料であれば特に限定されず、ガラスやプラスチックからなる板或いはフィルム等を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアリレート、アクリル、アセチルセルロース、ポリ塩化ビニル等のプラスチックフィルム或いはシートが使用でき、寸法安定性の点で、延伸加工、特に二軸延伸加工されたものが好ましい。
【００３９】
なお、基材には、帯電防止剤を混練させることが好ましい。当該基材に帯電防止剤を混練させることにより、後述するように基材を機能層から剥離する際に生じうる剥離帯電を防止することができるからである。
【００４０】
また、基材には、機能層と接する面において易接着処理が施されていることが好ましい。基材に易接着処理を施すことにより、基材と機能層との接着力が、型と機能層との接着力よりも強くさせ易くすることができる。
【００４１】
また、基材には、機能層と接する面においてマット処理を施してもよい。マット処理を施すことで、基材に機能層を積層し、後述する（３）の工程で基材を剥離すると、機能層の基材と接する面にマット形状が転写されることになる。そうすることで、当該機能層の凹凸面とは反対面に、ニュートンリング防止機能等の特定の機能を付加させることもできる。
【００４２】
基材の厚みは、機能層に形成される凹凸パターンによって適宜選択されるが、通常２５〜２００μｍであることが好ましい。
【００４３】
凹凸パターンを有する型に機能層、基材を積層する方法としては、上述の電離放射線硬化型樹脂や他の樹脂成分等から構成される材料を混合させてなる機能層用塗布液を、従来から公知の方法、例えば、バーコーター、ブレードコーター、スピンコーター、ロールコーター、グラビアコーター、フローコーター、ダイコーター、スプレー、スクリーン印刷などにより上述の基材上に塗布し、基材の機能層用塗布液が塗布されている側と凹凸パターンを有する型の凹凸面とを対向させて積層することができる。或いは、上述した機能層用塗布液を、上記と同様の塗布方法により凹凸パターンを有する型に塗布し、型の当該機能層用塗布液が塗布されている面に基材を対向させて積層することができる。
【００４４】
次に、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程を行う。
【００４５】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法によれば、上述した機能層に対する電離放射線の照射量を制御して機能層を半硬化状態とすることで、基材と機能層とが強固に接着することなく剥離可能な状態のまま、機能層及び基材を型から剥離することができる。これにより、基材レスの機能性部材を層の破壊に起因した機能低下等を生じさせることなく製造することができる。また、機能層への電離放射線の照射量を従来に比べ少なくさせることができるため、電離放射線の照射を理由とした基材の熱変形や、機能層の過度な硬化・収縮を防止でき、より精度の高い機能性部材を製造することができる。なお、電離放射線は、通常基材側から照射するが、本発明で用いる型が透過性を有するものであれば、型側から照射しても構わない。
【００４６】
本発明でいう「半硬化」とは、機能層として用いられる材料や機能層の厚み、機能層へ照射する電離放射線の種類等によっても左右されるため一概にはいえないが、機能層を完全硬化させるまでに要する電離放射線の累積照射量を１００％とした場合に、１．５〜７０％程度、好ましくは１．５〜２５％程度の照射量で硬化させたものをいう。
【００４７】
機能層を構成する電離放射線硬化型樹脂に対して電離放射線を照射する方法としては、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプなどから発せられる１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線を照射する、または走査型やカーテン型の電子線加速器から発せられる１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。
【００４８】
機能層に対し上述のような電離放射線の照射により半硬化させた状態における基材と機能層との接着力は、凹凸パターンを有する型と機能層との接着力よりも強いものであり、かつ、機能層と後述する保護シートとの接着力よりも弱いものであれば特に限定されないが、上限としては２．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることが本発明の基材レス機能性部材の製造上好ましい。また、機能層を半硬化させた状態における、凹凸パターンを有する型と機能層との接着力は、上述した基材と機能層との接着力よりも弱いものであれば特に限定されないが、２Ｎ／２５ｍｍ以下とすることが機能層を型から剥がし易くさせる観点から好ましく、さらに下限として０．２Ｎ／２５ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００４９】
本発明の（２）の工程では、図１の（２）に示すように、基材１、機能層２及び型３が上述のような接着力の関係となるように機能層２に電離放射線を照射した後に、機能層２及び基材１を型３から剥離する。
【００５０】
次に、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程を行う。
【００５１】
本発明で用いる保護シートは、少なくとも機能層に対し接着性を有するものであり、また、基材と機能層との接着力よりも機能層と保護シートとの接着力が強いものである。当該保護シートは、接着層単層からなるものであってもよいが、支持体上に接着層を形成した複数の層構造の方が、機能層保護の観点や基材レス機能性部材を製造する作業上好ましい。
【００５２】
保護シートが支持体と接着層とから構成されてなる場合には、支持体としては上述した基材と同様のものを用いることができる。支持体の厚みとしては、特に限定されないが、搬送時等の取扱い性を考慮すると３０〜１００μｍであることが好ましい。
【００５３】
接着層としては、接着剤として挙げられる従来公知の樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、エチレン・酢酸ビニル系樹脂、ポリビニルエーテル系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、フェノール系樹脂、シアノアクリレート系樹脂等の合成樹脂、天然ゴム系、再生ゴム系、クロロプレンゴム系、ニトリルゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系等のゴム系樹脂などの電離放射線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。また、当該接着層には、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、接着性を有しない他の電離放射線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂を含有させてもよい。
【００５４】
さらに、接着層中には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、架橋剤、粘着付与剤、酸増殖剤、希釈溶剤、充填剤、着色剤、マット剤、易滑剤、帯電防止剤、難燃剤、抗菌剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、可塑剤、レベリング剤、顔料分散剤、流動調整剤、消泡剤等を含有させることもできる。
【００５５】
接着層の厚みは、５〜４０μｍ程度とすることが好ましい。このような範囲とすることにより、所望の接着能力を得易くすることができる。
【００５６】
本発明の（３）の工程では、図１の（３）にあるように、機能性部材１０の機能層２に、上述した保護シート４の接着層を貼り合わせ、機能層２及び保護シート４を基材１から剥離する。なお、図１では、保護シート４を、機能層２の機能面の略全面を覆うように貼り合わせているが、機能層２保護の観点から、具体的には機能層２の機能面を９０％以上覆うことが好ましく、１００％覆うことがより好ましい。
【００５７】
本発明の基材レス機能性部材の製造方法によれば、上述のように機能層が半硬化状態であり適度なタックを備えていることから、機能層と保護シートとを貼り合わせる際の密着性が向上し、基材レス機能性部材を作業性良く製造することができる。また、基材と機能層とが強固に接着することなく剥離可能な状態のまま保護シートを当該機能層に貼り付けることで、基材を剥離する際に機能層の破壊等の悪影響を及ぼすこともない。さらには、当該機能層の機能面側に当該保護シートが備わっていることから、基材から機能層を剥離する際や剥離後の保存時に機能層が容易に変形することを防止したり、搬送時等において機能性部材に傷を発生させることを防止することができる。
【００５８】
また、本発明の基材レス機能性部材の製造方法は、さらに（３）の工程後、さらに（４）機能層から保護シートを剥離する工程を行うことができる。本発明に用いる保護シートは、単に機能層を基材から剥離する際に用いられるだけでなく、機能層の機能面が変形することを防止したり、搬送時の傷の付着を防止しうる観点からも用いられるが、各種機器の一部に組み込む際に、薄型化の観点等から保護シートを剥離除去できた方が好ましい場合があるからである。
【００５９】
機能層から保護シートを剥離除去する方法としては、例えば、保護シートに任意の粘着シートを貼着した後、粘着シートを引っ張ることにより粘着シート及び保護シートを機能層から剥離除去することができる。また、機能層の保護シートを有する面の反対面に任意の粘着シートを貼着した後、保護シートを引っ張ることにより粘着シート及び機能層から保護シートを剥離除去することができる。なお、後者の場合であれば、当該粘着シートを利用して被着体にそのまま貼着することもできる。
【００６０】
また、保護シートの接着層が樹脂成分として硬化型樹脂を含有する場合には、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えて当該硬化型樹脂を硬化させた後、機能層から保護シートを剥離させることが好ましい。
【００６１】
保護シートを構成する接着層中に硬化型樹脂が含まれる場合、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加え、当該硬化型樹脂を硬化収縮させることで、接着層と機能層との接着力を低下させることができる。これにより、硬化型樹脂に外部エネルギーを加える前においては、基材と機能層との接着力を上回る高い接着力を有することにより、機能層を基材から剥離させることができる。一方、硬化型樹脂に外部エネルギーを加えた後では、接着層と機能層との接着力が低下するため、機能層或いは保護シートが凝集破壊することなく機能層から保護シートを容易に剥離除去することができる。なお、硬化型樹脂として電離放射線硬化型樹脂を選択した場合には、上述した機能層をさらに硬化させる際に照射する電離放射線を外部エネルギーとしてそのまま利用することができ、機能層をさらに硬化させ強度を十分なものとさせつつ、同時に、機能層と保護シートとの接着力を低下させ、効率よく基材レス機能性部材を製造することもできる。
【００６２】
接着層中に含まれるこのような硬化型樹脂としては、電離放射線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられる。電離放射線硬化型樹脂としては、上述したように機能層を構成する電離放射線硬化型樹脂として列挙したものと同様のものを用いることができる。熱硬化性樹脂としては、熱を加えることにより熱硬化性樹脂が熱硬化して、接着力が低下するものを用いることが好ましい。
【００６３】
ここで、前記硬化型樹脂の接着力を制御する際に用いられる外部エネルギーとしては、硬化型樹脂が電離放射線硬化型樹脂であれば、上述の機能層を構成する電離放射線硬化型樹脂を硬化させる際に用いられるものと同様の電離放射線が挙げられる。一方、硬化型樹脂が熱硬化性樹脂であれば、熱が挙げられる。
【００６４】
接着層の硬化型樹脂に外部エネルギーを加える前における機能層と保護シートとの接着力は、基材と機能層との接着力よりも強いものであれば特に限定されないが、５Ｎ／２５ｍｍ以上とすることが本発明の基材レス機能性部材の作製上好ましい。一方、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えた後の機能層と保護シートとの接着力は、０．３Ｎ／２５ｍｍ以下とすることが機能層或いは保護シートが凝集破壊してしまうことを防止する観点から好ましい。
【００６５】
また、（３）の工程後、機能層に電離放射線を再照射して機能層をさらに硬化させる工程を、機能層から保護シートを剥離する前、或いは、機能層から保護シートを剥離した後に行うことが好ましい。
【００６６】
本発明で用いられる機能層は（３）の工程まで半硬化状態であるが、機能層の強度を十分確保させる観点から、機能層を基材から剥離した後電離放射線を再照射して、機能層をさらに硬化させることが好ましい。なお、機能層をさらに硬化させる程度については、機能層の強度をより十分なものとさせる観点から、機能層を完全硬化させることがさらに好ましい。
【００６７】
また、機能層への電離放射線の照射を二段階に分けて機能層を硬化させることにより、機能層を一度で硬化させる従来の製造方法に比べ、電離放射線の照射を原因とした基材の熱による変形を極力抑えることができ、より精度の高い機能層を製造することができる。
【００６８】
また、上述のように、機能層をさらに硬化させる作業と、機能層から保護シートを剥離する作業とは前後しても構わないが、先に機能層をさらに硬化させてから保護シートを剥離した方が、機能層の機能面の形状が維持される観点から好ましい。
【００６９】
当該機能層をさらに硬化させるために電離放射線を照射する方法としては、上述した機能層を半硬化させる際に照射する方法と同様に行うことができる。
【００７０】
以上のように、本発明の製造方法によれば、基材レスの機能性部材を、カールや層の破壊等の何らの影響を受けることなく製造することができる。したがって、平面性を有しつつ薄型化が求められる光拡散フィルム、光制御フィルム、プリズムシート、フレネルレンズシート、レンチキュラーレンズシート、偏光フィルム、位相差フィルム、電磁波シールドフィルム、光反射フィルム、無反射フィルム等の各種光学フィルム、細胞培養チップ、ＤＮＡチップ、バイオデバイス、エネルギーデバイス等の分野において好適に用いることができる。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例により本発明を更に説明する。なお、「部」、「％」は特に示さない限り、重量基準とする。
【００７２】
［実施例１］
頂角９０°、ピッチが５０μｍの単位プリズム形状が複数規則的に配列されてなる型に、下記処方の機能層用塗布液を塗布し、厚み１００μｍの基材であるポリエチレンテレフタレートフィルム（コスモシャインA4100：東洋紡績社）を密着させ、ポリエチレンテレフタレートフィルムと型との間に、型のプリズム形状とは相補的なプリズム形状が形成された機能層（機能層全体の厚み：３０μｍ、平坦部分の厚み：５μｍ）を充填した。
【００７３】
＜機能層用塗布液＞
・アクリルモノマー ５０部
（メタクリル酸メチル：和光純薬社）
・多官能性アクリルモノマー ４５部
（ＮＫエステルA-TMPT-3EO：新中村化学工業社）
・光重合開始剤 ５部
（イルガキュア184：チバ・ジャパン社）
【００７４】
次に、型上に機能層、ポリエチレンテレフタレートフィルムが順に積層された状態で、ポリエチレンテレフタレートフィルム側から、高圧水銀灯により紫外線を７５ｍＪ／ｃｍ2照射して機能層を半硬化させ、その後、ポリエチレンテレフタレートフィルム及び機能層を型から剥離させた。なお、このときの機能層と型との接着力は、１Ｎ／２５ｍｍであり、ポリエチレンテレフタレートフィルムと機能層との接着力は２．１Ｎ／２５ｍｍであった。
【００７５】
次いで、機能層に保護シート（ソマタックＵＶ 125UV：ソマール社、紫外線硬化型樹脂を含む接着層を含む）を略全面（約９８％）に貼り付け、当該保護シートを引っ張ることにより、当該保護シート及び機能層を、ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離することができた。このとき、層の破壊等の何らの影響を及ぼすことなく、機能層をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離することができ、基材の存在しない機能層（本発明の基材レス機能性部材）を製造することができた。なお、このときの保護シートと機能層との接着力は、６．１Ｎ／２５ｍｍであった。
【００７６】
さらに、当該機能層及び保護シートに対し、再度高圧水銀灯により紫外線を６００ｍＪ／ｃｍ2照射させた。機能層は、紫外線の照射により架橋がさらに進み、完全に硬化した。また、保護シートは、その接着層が備える紫外線硬化型樹脂が、外部エネルギーである紫外線の照射により架橋・硬化し、機能層との接着力が、０．１５Ｎ／２５ｍｍ以下に低下した。
【００７７】
接着力の低下により、当該保護シートを当該機能層から容易に剥離することができ、機能層のみからなる本発明の基材レス機能性部材を製造することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の基材レス機能性部材の製造方法の一実施形態を示す断面図
【図２】本発明の機能層の厚みの関係を示す断面図
【符号の説明】
【００７９】
１・・・・基材
２・・・・機能層
３・・・・型
４・・・・保護シート
１０・・・機能性部材
２０・・・基材レス機能性部材
ａ・・・・機能層全体の厚み
ｂ・・・・凹凸部分の厚み
ｃ・・・・平坦部分の厚み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（１）から（３）の工程を順に行うことを特徴とする基材レス機能性部材の製造方法。
（１）所定の凹凸パターンを有する型と基材との間に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層を形成する工程、
（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程、
（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程。
【請求項２】
請求項１に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
（１）の工程は、所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
（３）の工程後、（４）機能層から保護シートを剥離する工程を行うことを特徴とする製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記保護シートが接着層を有しており、当該接着層が硬化型樹脂を含み、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えて当該硬化型樹脂を硬化させた後、前記機能層から前記保護シートを剥離するものであることを特徴とする製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記保護シートの接着層が電離放射線硬化型樹脂を含むものであって、
（３）の工程後、機能層に電離放射線を再照射して前記機能層をさらに硬化させる工程を行い、当該工程の後に前記機能層から前記保護シートを剥離することを特徴とする製造方法。
【請求項６】
請求項１から５何れか１項に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記機能層を半硬化させた状態における前記基材と前記機能層との接着力が、２．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることを特徴とする製造方法。
【請求項７】
請求項１から６何れか１項に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記基材レス機能性部材が、プリズムシートであることを特徴とする製造方法。
【請求項１】
下記（１）から（３）の工程を順に行うことを特徴とする基材レス機能性部材の製造方法。
（１）所定の凹凸パターンを有する型と基材との間に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層を形成する工程、
（２）機能層に電離放射線を照射して機能層を半硬化させた後、機能層及び基材を型から剥離する工程、
（３）機能層の少なくとも一部に保護シートを貼り付け、機能層及び保護シートを基材から剥離する工程。
【請求項２】
請求項１に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
（１）の工程は、所定の凹凸パターンを有する型に、電離放射線硬化型樹脂を含む機能層及び基材を順に積層する工程を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
（３）の工程後、（４）機能層から保護シートを剥離する工程を行うことを特徴とする製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記保護シートが接着層を有しており、当該接着層が硬化型樹脂を含み、当該硬化型樹脂に外部エネルギーを加えて当該硬化型樹脂を硬化させた後、前記機能層から前記保護シートを剥離するものであることを特徴とする製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記保護シートの接着層が電離放射線硬化型樹脂を含むものであって、
（３）の工程後、機能層に電離放射線を再照射して前記機能層をさらに硬化させる工程を行い、当該工程の後に前記機能層から前記保護シートを剥離することを特徴とする製造方法。
【請求項６】
請求項１から５何れか１項に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記機能層を半硬化させた状態における前記基材と前記機能層との接着力が、２．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることを特徴とする製造方法。
【請求項７】
請求項１から６何れか１項に記載の基材レス機能性部材の製造方法であって、
前記基材レス機能性部材が、プリズムシートであることを特徴とする製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−４００４１（Ｐ２００９−４００４１Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８２１５１（Ｐ２００８−１８２１５１）
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【出願人】（０００１２５９７８）株式会社きもと (167)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月１４日（２００８．７．１４）
【出願人】（０００１２５９７８）株式会社きもと (167)
【Ｆターム（参考）】
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