(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に立体的構造を有している透明成型部品を成型するように、密度が１〜１．５ｇ／ｍｌである溶媒非含有の成型用組成物を、硬化する方法であって、
ａ）表面素子の凹凸の型状に形削りした金型を製造する工程と、
ｂ）i)炭素鎖が炭素数６〜１２であるアルキル基を有する少なくとも１種類の１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロアルキルアクリレート類の５０〜６５重量％及びii)直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレートと、それらアクリレートの混合物と、複数のアクリレート基を有する、モノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマーと、それらモノマーの混合物とから選ばれる少なくとも１種類のフッ素非含有アクリレート類の２４．９〜４５重量％からなる硬化性組成成分と、iii)少なくとも１種類の光重合開始剤の０．１〜５重量％とが、含有されている単液相からなる該溶媒非含有の成型用組成物を、該表面素子に対するその形削りの凹凸よりも過剰量だけ該金型に付す工程と、
ｃ）該成型用組成物が露出している表面に、基材を接触させる工程と、
ｄ）該金型と該基材との間で、該成型用組成物を重合させて、硬化させ、該成型用組成物の層を該基材に結着させ、成型部品を形成する工程と、
ｅ）仕上がった該成型部品を、該金型から離型させる工程とを、
有することを特徴とする溶媒非含有の成型用組成物の硬化方法。
【請求項２】
前記パーフルオロ化アクリレート類が、直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状であって、そのアクリレート基に隣接する炭素原子がフッ素化されていないことを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物の硬化方法。
【請求項３】
そのパーフルオロ化アクリレート類が、５５〜６５重量％含有されていることを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物の硬化方法。
【請求項４】
前記フッ素非含有アクリレート類が、少なくとも３４．９重量％含有されていることを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物の硬化方法。
【請求項５】
前記光重合開始剤が、１〜２重量％含有されていることを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物の硬化方法。
【請求項６】
粘度が、２〜３０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物。
【請求項７】
前記成型用組成物が、均質な該単液相であることを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物の硬化方法。
【請求項８】
前記基材が、透明プラスチック材料又はガラス材料である少なくとも１種類の透明材料で形成されており、前記透明材料が、メタクリレート重合体類、ポリカーボネート類、環状オレフィン重合体類、スチレン重合体類、ポリアクリレート類、ポリエーテルスルホン類、ポリイミド類、及びガラスから選ばれることを特徴とする請求項１に記載の成型用組成物の硬化方法。
【請求項９】
平らな基材と、該基材の表面の大半に付されており成型用組成物を重合させて形成されている層厚３〜３００μｍの層とを有し、表面に立体構造を有している透明成型部品であって、
該成型用組成物が、密度を１〜１．５ｇ／ｍｌとし溶媒非含有であり、i)炭素鎖が炭素数６〜１２であるアルキル基を有する少なくとも１種類の１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロアルキルアクリレート類の５０〜６５重量％及びii)直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレートと、それらアクリレートの混合物と、複数のアクリレート基を有する、モノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマーと、それらモノマーの混合物とから選ばれる少なくとも１種類のフッ素非含有アクリレート類の２４．９〜４５重量％からなる硬化性組成成分と、iii)少なくとも１種類の光重合開始剤の０．１〜５重量％とを含有する単液相からなっており、
該層が、該基材側と反対側の表面に、回折型表面素子の欠陥構造の最大サイズを大きくても１００ｎｍとする該表面素子の立体的構造を、有しており、
金型と、該基材との間で、該成型用組成物を、硬化することによって、該基材に結着させて、形成されたもので、
ａ）表面素子の凹凸の型状に形削りした該金型を製造する工程と、
ｂ）該成型用組成物を、該表面素子に対するその形削りの凹凸よりも過剰量だけ該金型に付す工程と、
ｃ）該成型用組成物が露出している表面に、基材を接触させる工程と、
ｄ）該成型用組成物を重合させて、該成型用組成物の層を該基材に結着させ、成型部品を形成する工程と、
ｅ）仕上がった該成型部品を、該金型から離型させる工程とを、
有する方法によって、形成されていることを特徴とする透明成型部品。
【請求項１０】
請求項９に記載の成型部品を非加圧で製造する方法であって、
ａ）表面素子の凹凸の型状に形削りし、金型を製造する工程と、
ｂ）i)炭素鎖が炭素数６〜１２であるアルキル基を有する少なくとも１種類の１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロアルキルアクリレート類の５０〜６５重量％及びii)直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレートと、それらアクリレートの混合物と、複数のアクリレート基を有する、モノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマーと、それらモノマーの混合物とから選ばれる少なくとも１種類のフッ素非含有アクリレート類の２４．９〜４５重量％からなる硬化性組成成分と、iii)少なくとも１種類の光重合開始剤の０．１〜５重量％とが含有されており、単液相からなり、密度が１〜１．５ｇ／ｍｌである該溶媒非含有の成型用組成物を、該表面素子に対するその形削りの凹凸よりも過剰量だけ該金型に付す工程と、
ｃ）該成型用組成物が露出している表面に、基材を接触させる工程と、
ｄ）該金型と、該基材との間で、該成型用組成物を重合させて、該成型用組成物の層を該基材に結着させ、成型部品を形成する工程と、
ｅ）仕上がった該成型部品を、該金型から、離型剤を用いずに、離型させる工程とを、
有することを特徴とする成型部品の非加圧製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型用組成物、それを用いて形成される成型部品、及び表面に立体的構造が付されているその成型部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モバイルアプリケーションなどのディスプレイに用いられている公知の照明手段は、例えば管型光源（ＣＣＦＬ；冷陰極蛍光ランプ）のような光源を有している。
【０００３】
光源から発光された光は、断面がくさび形状又は前面が立方体状の成型部品の表面に、到達する。特に成型部品がくさび形であると、その界面で光線が全反射したり、くさび形状の成型部品の表面でそれの散乱中心を経て光線が透過したりする。くさび形状の成型部品の表面は、光が透過するディスプレイ側の反対側に、配置されている。このように、その成型部品の表面は、光導波管からの光を屈折により透過させるためにそのような立体的構造になっている。
【０００４】
屈折した光は、成型部品とディスプレイとの間に挟まれた幾枚ものフィルムによって平行に誘導され、所期の白色光となってディスプレイに到達する。
このような照明手段の構造は、例えば単一のフレーム等の中に幾枚ものフィルムを挿入しなければならず、しかもそのフィルムのずれ等を避けなければならないので、極めて複雑になっている。この複雑な構造の所為で、生産コストが高くなったり、機能的欠陥を惹き起こす恐れがあったりする。
【０００５】
ところで、様々なアクリレートを含有する組成物が、知られている。
例えば、特許文献１には、部分フッ素化アクリレートを、最大４５重量％含む組成物が、開示されている。
特許文献２には、９重量％を超える光重合開始剤と５０重量％未満の部分フッ素化アクリレートとのいずれかを含む組成物が、開示されている。
特許文献３には、５重量％を超える光重合開始剤を含む組成物が、開示されている。
特許文献４には、５０重量％未満の部分フッ素化アクリレート、又は２４．９重量％未満のフッ素非含有アクリレート類を含む組成物が、開示されている。
特許文献５には、スペーサーを必要としないパーフルオロ化アクリレートを含む組成物が、開示されている。
特許文献６にも、スペーサーを必要としないパーフルオロ化アクリレートの組成物が、開示されている。
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０４７８２６１号明細書
【特許文献２】米国特許第４５１１２０９号明細書
【特許文献３】国際公開第９２／２１４９２号パンフレット
【特許文献４】欧州特許出願公開第０５３６７４３号明細書
【特許文献５】欧州特許出願公開第０３３３４６４号明細書
【特許文献６】欧州特許出願公開第０１９６２１２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、成型用組成物と、フィルムを必要とせずに表面に立体的構造が形成された成型部品を確実かつ安価に成型できる製造工程とを、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するためになされた本発明は、溶媒非含有の成型用組成物の硬化方法である。この組成物の硬化方法は、第一の実施の形態を例に説明すると、
表面に立体的構造を有している透明成型部品を成型するように、密度が１〜１．５ｇ／ｍｌである溶媒非含有の成型用組成物を、硬化する方法であって、
ａ）表面素子の凹凸の型状に形削りした金型を製造する工程と、
ｂ）i)炭素鎖が炭素数６〜１２であるアルキル基を有する少なくとも１種類の１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロアルキルアクリレート類の５０〜６５重量％及びii)直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレートと、それらアクリレートの混合物と、複数のアクリレート基を有する、モノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマーと、それらモノマーの混合物とから選ばれる少なくとも１種類のフッ素非含有アクリレート類の２４．９〜４５重量％からなる硬化性組成成分と、iii)少なくとも１種類の光重合開始剤の０．１〜５重量％とが、含有されている単液相からなる該溶媒非含有の成型用組成物を、該表面素子に対するその形削りの凹凸よりも過剰量だけ該金型に付す工程と、
ｃ）該成型用組成物が露出している表面に、基材を接触させる工程と、
ｄ）該金型と該基材との間で、該成型用組成物を重合させて、硬化させ、該成型用組成物の層を該基材に結着させ、成型部品を形成する工程と、
ｅ）仕上がった該成型部品を、該金型から離型させる工程とを、
有するというものである。
【０００９】
本発明によれば、成型用組成物を雌型金型及び／又は成型部品に付してから、成型部品の表面の立体的構造を成型する。好ましくは、雌型金型は、成型部品になる基材の表面へ転写されるべき立体的構造とは凹凸が逆である型状を有している。その表面の立体的構造の転写は、硬化させるとその表面に結着して成型部品を形成するという成型用の硬化性組成物を用いることによって、行われる。
【００１０】
成型部品にする基材は、好ましくは透明材料、特に好ましくは透明プラスチック材料で形成されている。透明プラスチック材料は、メタクリレート重合体類（例えばポリメチルメタクリレート；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート類、環状オレフィン重合体類、スチレン重合体類、ポリアクリレート類、ポリエーテルスルホン類、及び／又はポリイミド類から選ばれた重合体を有していると好ましい。成型部品は、ガラスからなっていてもよい。
【００１１】
本発明に用いられるパーフルオロ化アクリレート類は、直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレート、又はそれらのアクリレートの混合物であることが好ましく、特に、そのアクリレート基に隣接した二つの炭素原子がフッ素化されていないスペーサーであり、さらにそのアルキル鎖が炭素数６〜１２であると一層好ましい。パーフルオロ化アクリレート類は、パーフルオロアルキルエチルアクリレート（例えば、クラリアント社製のＦｌｕｏｗｅｔ（登録商標）ＡＣ６００）である。パーフルオロアルキルエチルアクリレートは、そのエチル基がフッ素化されておらず、パーフルオロアルキル基が炭素数４〜１０のものである。アルキル鎖がそれよりも長過ぎると、離型性が不十分となり、またパーフルオロ化アクリレート類のモノマーとフッ素非含有アクリレート類のモノマーとが、２相を形成してしまう。これらモノマーを含有する組成物中に２相以上の相が形成されていると、硬化させたときにその硬化層中で、相当の光散乱（ヘーズ）が引き起こされてしまう。一方、アルキル鎖がそれよりも短過ぎると、得られる成型用組成物の粘性が低くなり過ぎてしまう。それゆえ、パーフルオロ化アクリレート類のモノマーの分子量は、３５０〜５００ｇ／ｍｏｌであることが好ましい。その分子量がこの範囲を超えると、得られる成型用組成物は、非常に高い粘度になり易く、その結果、人為的に形成されるその表面素子の欠陥の形成が、増大してしまう。一方、分子量がこの範囲より低いと、成型用組成物は、非常に低い粘度になり易く、その結果、本発明に従って形成される成型部品の一部分である層の層厚が、非常に薄くなってしまう。
【００１２】
本発明に用いられるパーフルオロ化アクリレート類のモノマーの融点は、好ましくは１５〜４０℃である。成型用組成物は、室温で使用されることが好ましいので、パーフルオロ化アクリレート類のモノマーを、その融点が室温付近の適当な範囲内となるように、選択することにより、成型用組成物の粘度を、さらに制御できる。
【００１３】
本発明に用いられるフッ素非含有アクリレート類は、直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレート、又はそれらアクリレートの混合物であることが好ましい。特に好ましいのは、複数のアクリレート基を有するモノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマー（例えば、ジプロピレングリコール  ジアクリレート、ジエチレングリコール  ジアクリレート、１、６−ヘキサンジオール  ジアクリレート、テトラエチレングリコール  ジアクリレート、トリエチレングリコール  ジアクリレート、トリプロピレングリコール  ジアクリレート、アルコキシル化ヘキサンジオール  ジアクリレート、エステルジオール  ジアクリレート、又はこれらモノマーの混合物）である。これらのモノマーは、その多官能性により、本発明の成型部品の一部である層を、特に安定で光学的に無傷のものにすることができるため、好ましい。アルキル鎖は炭素数６〜１２であることが好ましい。アルキル鎖がそれよりも長過ぎると、部分フッ素化アクリレートのモノマーとフッ素非含有アクリレート類のモノマーとが、容易く２相を形成してしまう。一方、アルキル鎖がそれよりも短過ぎると、得られる成型用組成物の粘性が低くなり過ぎてしまう。
【００１４】
本発明に用いられるフッ素非含有アクリレート類のモノマーの分子量は、１５０〜３４０ｇ／ｍｏｌであることが好ましい。その分子量がこの範囲を超えると、得られる成型用組成物は、非常に高い粘度になり易く、その結果、形成されるその表面素子に発現してしまう欠陥が、増大する。一方、分子量がこの範囲より低いと、得られる成型用組成物は、非常に低い粘度になり易く、その結果、本発明に従って形成される成型部品の一部分である層の層厚が、非常に薄くなってしまう。
【００１５】
本発明に用いられる光重合開始剤は、フェニルケトン誘導体（例えばチバスペシャルティケミカルズ社製のイルガキュア（登録商標）１８４及び／又はイルガキュア（登録商標）８１９）であると好ましい。これらは、本発明に従って形成される成型部品の光学特性に、悪影響をもたらさない。
【００１６】
成型用組成物は、一種類のパーフルオロ化アクリレート類のみ、又は異なるパーフルオロ化アクリレート類の混合物を、５５〜６０重量％含有していることが好ましい。パーフルオロ化アクリレート類の含量がそれより多過ぎたり少な過ぎたりすると、部分フッ素化アクリレート類のモノマーとフッ素非含有アクリレート類のモノマーとが、容易く相分離してしまう。
【００１７】
成型用組成物は、一種類のフッ素非含有アクリレート類のみ、又は異なるフッ素非含有アクリレート類の混合物を、３４．９〜４５重量％含有していることが好ましい。フッ素非含有アクリレート類の含量がそれよりも低いと、成型用組成物が系内で２相を形成するのが、認められた。前記組成物中でモノマーが相分離していると、硬化させたときにその硬化層中で、相当の光散乱（ヘーズ）が引き起こされてしまう。フッ素非含有アクリレート類の含量がそれよりも多いと、成型用組成物を硬化させたときに金型への接着が強くなり過ぎて、離型させ難くなるという問題が生じる。
【００１８】
成型用組成物は、一種類の光重合開始剤のみ、又は異なる光重合開始剤の混合物を、１〜２重量％含有していることが、好ましい。これによりモノマーが十分に架橋できるようになり、その結果、光学特性や機械的強度を向上させる。
【００１９】
成型用組成物は、室温での粘度が２〜３０ｍＰａ・ｓ（ｃＰ）であると、好ましい。それにより、雌型金型の表面の立体的構造が、再現性良く成型部品に正確に転写される。粘度は、ブルックフィールド粘度計（Ｂ型粘度計）とＣＡＰ−１スピンドルとを用い、回転数９００ｒ.ｐ.ｍ下で２５℃にて、サンプル量６７μｌで測定される。
【００２０】
成型用組成物は、単相及び／又は均一相であって、１〜１．５ｇ／ｍｌの密度を有していると好ましい。このように成型用組成物は、一般的な有機組成物や液状有機物の密度よりも高い密度を有しているので、雌型金型に付着した液状有機物を排除できる。その結果、表面素子となる硬化層に欠陥ができるのを避けることができる。
【００２１】
成型用組成物は、溶媒を含まないことが好ましい。溶媒を含まないと、環境に優しい製造方法となる。溶媒を含んでいると、硬化の際に放出される溶媒が、本発明に従って形成される成型部品の表面の立体的構造に、欠陥を生じさせてしまう。
【００２２】
前記の目的を達成するためになされたもう一つの本発明は、透明成型部品である。この透明成型部品は、第二の実施の形態を例に説明すると、
【００２３】
平らな基材と、該基材の表面の大半に付されており成型用組成物を重合させて形成されている層厚３〜３００μｍの層とを有し、表面に立体構造を有している透明成型部品であって、
該成型用組成物が、密度を１〜１．５ｇ／ｍｌとし溶媒非含有であり、i)炭素鎖が炭素数６〜１２であるアルキル基を有する少なくとも１種類の１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロアルキルアクリレート類の５０〜６５重量％及びii)直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレートと、それらアクリレートの混合物と、複数のアクリレート基を有する、モノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマーと、それらモノマーの混合物とから選ばれる少なくとも１種類のフッ素非含有アクリレート類の２４．９〜４５重量％からなる硬化性組成成分と、iii)少なくとも１種類の光重合開始剤の０．１〜５重量％とを含有する単液相からなっており、
該層が、該基材側と反対側の表面に、回折型表面素子の欠陥構造の最大サイズを大きくても１００ｎｍとする該表面素子の立体的構造を、有しており、
金型と、該基材との間で、該成型用組成物を、硬化することによって、該基材に結着させて、形成されたもので、
ａ）表面素子の凹凸の型状に形削りした該金型を製造する工程と、
ｂ）該成型用組成物を、該表面素子に対するその形削りの凹凸よりも過剰量だけ該金型に付す工程と、
ｃ）該成型用組成物が露出している表面に、基材を接触させる工程と、
ｄ）該成型用組成物を重合させて、該成型用組成物の層を該基材に結着させ、成型部品を形成する工程と、
ｅ）仕上がった該成型部品を、該金型から離型させる工程とを、
有する方法によって、形成されているものである。
【００２４】
本発明の技術的手段における欠陥という用語は、本発明の成型部品の層表面の立体的構造中に図らずも形成された全ての構造を意味する。そのような欠陥には、例えば破裂、成型欠陥、その類いの欠陥が、含まれる。例えば、本発明の成型部品の回折型表面素子が、０．０４〜１０,０００μｍ２の大きさで、互いに１〜１００μｍの隙間を有している場合、本発明の成型部品の表面素子が、１００ｎｍを超えた立体的構造の欠陥を、その外表面に有していないことが好ましい。このような欠陥の体積は、最大でも１,０００,０００ｎｍ３であることが好ましく、最大でも１２５,０００ｎｍ３であると一層好ましい。
【００２５】
本発明の成型部品の基材上に形成される層は、層厚が５〜５０μｍ、特に１０〜３０μｍであることが好ましい。層厚が５μｍ未満であると、その回折型表面素子の自在な設計ができなくなってしまう。一方、層厚が５０μｍを超えると、本発明の成型部品は、光学特性を損失してしまう。
【００２６】
基材は、ガラス、メタクリレート重合体類（例えばＰＭＭＡ）、ポリカーボネート類、環状オレフィン重合体類、スチレン重合体類、ポリアクリレート類、ポリエーテルスルホン類、及び／又はポリイミド類の原材料からできていることが好ましく、ＰＭＭＡであると一層好ましい。これらの原材料は、特に優れた光学特性と、本発明の成型用組成物への適合性とを、兼ね備えている。
【００２７】
ＡＳＴＭ（米国材料試験協会）  Ｄ１００３に準拠し、層厚１０ｍｍで回折型表面素子に欠陥があってもそのまま測定した層の最大光散乱（ヘーズ）が、１０％以下、好ましくは５％以下の場合、本発明の成型部品を“透明”ということにしている。このような成型部品は、所望の発光方向への極めて高い光収率をもたらし、所望外の発光方向への散乱損失が極めて少ない。
【００２８】
本発明の成型部品の色調は、ＣＩＥ  Ｌａｂ表色系により定義される色空間で、ａ＜０．５及び／又はｂ＜０．５、及び／又はＬ＞８０％の範囲であることが好ましい。この範囲であると、例えば携帯電話用のバックライトとして使用し得る中間色の成型部品が、得られる。この色空間は、基本的にＣＩＥ１９３１色度座標の０．０＜ｘ＜０．４及び０．３＜ｙ＜０．４の範囲に一致する。
【００２９】
前記の目的を達成するためになされたもう一つの本発明は、成型部品の非加圧製造方法である。この製造方法は、第三の実施の形態を例に説明すると、
ａ）表面素子の凹凸の型状に形削りし、金型を製造する工程と、
ｂ）i)炭素鎖が炭素数６〜１２であるアルキル基を有する少なくとも１種類の１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロアルキルアクリレート類の５０〜６５重量％及びii)直鎖状、分岐鎖状及び／又は環状アルキルアクリレートと、それらアクリレートの混合物と、複数のアクリレート基を有する、モノマー、及び／又は複数の水酸基及び／又は少なくとも一つのエーテル架橋基を有するモノマーと、それらモノマーの混合物とから選ばれる少なくとも１種類のフッ素非含有アクリレート類の２４．９〜４５重量％からなる硬化性組成成分と、iii)少なくとも１種類の光重合開始剤の０．１〜５重量％とが含有されており、単液相からなり、密度が１〜１．５ｇ／ｍｌである該溶媒非含有の成型用組成物を、該表面素子に対するその形削りの凹凸よりも過剰量だけ該金型に付す工程と、
ｃ）該成型用組成物が露出している表面に、基材を接触させる工程と、
ｄ）該金型と、該基材との間で、該成型用組成物を重合させて、該成型用組成物の層を該基材に結着させ、成型部品を形成する工程と、
ｅ）仕上がった該成型部品を、該金型から、離型剤を用いずに、離型させる工程とを、
有するというものである。
【００３０】
この製造方法によれば、基材は、雌型金型の表面に直接接触せず、成型用組成物の露出表面上に、乗せられる。
【００３１】
基材と雌型金型とで成型用組成物をサンドイッチ状に挟んで中間体層とした後、成型用組成物を硬化する。硬化は、例えば加熱及び／又は光照射によって行われる。紫外線照射であると、成型用組成物が極めて速く硬化するので、好ましい。成型用組成物の硬化時間は、３秒未満、特に約１秒未満で十分である。この硬化時間であると、この製造方法にかかる時間やコストを低減できる。その後、成型部品を、雌型金型から、離型させる。雌型金型の表面は成型用組成物と結着しないため、又はその金型の表面と成型用組成物との接着力が成型用組成物と成型部品との接着力より低いため、溶媒を使用しなくとも雌型金型から成型部品を分離することができる。雌型金型の表面の精密な立体的構造が、溶媒で塗布されず、また表面の精密な立体的構造に悪影響を及ぼす類いの物質で塗布されないで済むという特長がある。
【００３２】
本発明の技術的手段における”非加圧”という用語は、工程ｃ）及び工程ｄ）の際に、成型用組成物に対して、大気圧や、基材の自重や、雌型金型上で基材へかける軽荷重を超える圧力をかけないという意味である。軽荷重とは、ＤＩＮ（独国工業規格）５３５７６−Ｂに準拠して測定した３ｍｍで５０〜２００Ｎの強度を有する気泡を、押し潰すのに必要な程度の圧力のことである。
【００３３】
雌型金型の表面の立体的構造は精密であるので、雌型金型と基材との間に挟まれ成型用組成物で形成される層は、非常に均質であり、内在空気やその類いの不純物を含んでいないことが特に重要である。そのためには、先ず基材又は雌型金型の一端を成型用組成物に乗せかける。すると、その一端を乗せかけられ始めた部位を起点に、基材と雌型金型との間に、隙間ができている。その後、最初に乗せかけられ始めた部位を起点に、他端側へ向けて乗せかける範囲を広げてゆく。それに従い、間隙が塞がってゆくにつれ、気泡が間隙から押し出される。そこで毛細管現象により、特に雌型金型と基材とが極接近しつつある部位で、成型用組成物が拡散し、終にはその表面に拡散することになる。
【００３４】
雌型金型は、いわゆるシム板であることが好ましい。このようなシム板は、光学分野における精密な成型方法に特に適した雌型金型である。離型剤を用いなくてもよいように、シム板は、表面がニッケルであるか、全体がニッケルであることが好ましい。それにより、極めて離型し易くなる。ニッケル板は、非常に薄い形状であり、例えば厚さ０．１〜１ｍｍである。このようなニッケル板は、特に弱い力でもしなやかに歪む。ニッケル層の表面に非常に細やかな立体的構造を形成するために、ニッケルのシム板は、電食加工されていることが好ましい。表面の立体的構造は、リソグラフィーにより、ニッケルのシム板に付されることが好ましい。この雌型金型を製造する際、このようにして確立されている方法で行うことができる。ニッケルのシム板は、離型の際にそのしなやかに歪んでしまうので時間が経っても歪まないように硬くするために、ガラスファイバー板のような剛体に、付されることが好ましく、結着されていると一層好ましい。
【００３５】
成型部品の基材と雌型金型との間に成型用組成物を均質に付したり拡散させたりするために、基材や雌型金型を乗せかける範囲を、連続的に増すことが好ましい。特に不純物が混入した成型部品が製造されないようにするために、成型部品の基材又は雌型金型を乗せかける範囲で、両者はさほど離れていない方がよい。乗せかける際、成型部品と雌型金型との間の開き角度は、＜３°であることが好ましく、＜２°であると一層好ましい。それにより、成型用組成物は相当均質に拡散する。
【００３６】
雌型金型及び／又は成型部品の基材へ成型用組成物を付す際、滴下により行われることが好ましい。それにより成型用組成物の適量が雌型金型上で程よく広がりつつ被覆するようになる。本発明の成型部品を再現性良く得るために、成型用組成物の適量を分取して、付すことが好ましい。その表面の０．００１６ｍ２当り、８０μｌ±２μｌの液滴の成型用組成物が付されることが好ましい。この量であると、雌型金型の前記面積が、成型用組成物により、ちょうど被覆し尽くされる。１ｍ２あたり５０ｍｌの成型用組成物が付されると一層好ましい。その表面の隅々まで成型用組成物で被覆されて、成型部品の表面に立体的構造を形成することができるように、過剰な十分量の成型用組成物を付すことが好ましい。
【００３７】
成型用組成物を確実に成型部品へ結着させるために、成型用組成物と接する基材の表面に、成型用組成物を硬化させて形成された層と基材とが特に良好に接着するような前処理が、施されていると好ましい。前処理は紫外線放射によって行われると好ましい。紫外線放射により、フリーラジカル反応中心が基材表面に形成され、成型用組成物が付されたときに基材表面で成型用組成物との架橋が、起こり始める。ＰＭＭＡで形成された基材に前記成型用組成物が付される場合、前処理は数秒、特に２秒未満で十分である。紫外線放射により硬化が行われる場合、前処理と硬化とを共同して行う装置が使用されると特に好ましい。これにより、まだ被覆されていない基材を前処理しながら、既に成型用組成物を付した別な基材の成型用組成物を硬化させることができる。
【００３８】
フリーラジカル源である大気中のオゾンのように悪影響を及ぼす外因を、硬化の際にできるだけ排除しなければならない。そこで、成型用組成物を付す際、基材を乗せかける際、及び／又は成型用組成物を硬化させる際に、不活性ガス、特にアルゴン、窒素及び／又は二酸化炭素の雰囲気下にすることが好ましい。これにより、大気中のフリーラジカルや、成型用組成物に悪影響を及ぼす他の要因の所為による時ならぬ硬化を、防ぐことができる。
【００３９】
成型部品及び／又は雌型金型を弾性的に歪めて、雌型金型から成型部品を離型させることが好ましい。この方法であると、雌型金型を繰り返して使用することができる。成型部品に形成された表面の立体的構造が損傷してしまうのを避けるために、雌型金型のみを弾性的に歪めると一層好ましい。
【００４０】
本発明によれば雌型金型は、表面にニッケルを有していることが好ましい。また成型用組成物を硬化させると、そのニッケル表面よりも基材表面に確りと接着するので、離型剤を付さなくて済む。そのため、本発明の製造方法には、離型剤を使用する必要がない。さらに、この製造方法の好ましい態様によれば、成型用組成物の硬化物の残り滓が雌型金型に残留しないため、雌型金型を洗浄する必要がない。従って、雌型金型は、自己洗浄機能を有している。
【００４１】
都合のよいことに、この製造方法を室温で行うことができる。そのため、従来の製造方法に比べ、工程を管理するのが、相当簡易である。
【００４２】
工程ｂ）において雌型金型に付される成型用組成物の量は、６０〜１００μｌである。基材の縁でメニスカスを形成する適量の成型用組成物が、付されていると、特に好ましい。これにより、必要量を超える成型用組成物を使用しなくて済み、しかも基材と雌型金型との間に成型用組成物の層をぴったりと密着させることができるという長所がある。
【００４３】
本発明のような層で被覆された成型部品が良好な光学特性を発現するために、本発明の製造方法は、防塵下で行われることが好ましい。
【００４４】
さらに、雌型金型上で拡散している成型用組成物に、基材を乗せかけるのが良い。それにより、気泡の形成や硬化した層の欠陥の形成を避けることができる。
【実施例】
【００４５】
１Ｈ,１Ｈ,２Ｈ,２Ｈ−パーフルオロオクチルアクリレートの１１ｇを、ジプロピレングリコールジアクリレートの８ｇ、イルガキュア（登録商標）８１９（チバスペシャルティケミカルズ社製）の０．１ｇ、及びイルガキュア（登録商標）１８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）の０．２ｇと混合した。得られた混合物の６０μｌを、表面に散乱中心を有する成型部品の凹凸とは逆の表面の立体的形状が形成された２×２ｃｍの大きさのニッケル板に、付した。次いで、厚さ１ｍｍで１×１ｃｍの大きさのＰＭＭＡ板を、ニッケル板上の前記混合物の表面に、乗せかけた。その基材とニッケル板との間に前記混合物が挟まれているサンドイッチ体へ、その基材の上方から、市販の紫外線水銀ランプを用い紫外線を２秒間照射した。その後、成型用組成物が硬化して結合している基材を、雌型金型から離型させた。
【００４６】
なお、この製造方法は、参考文献として挙げるヨーロッパ特許出願０５００３３５８．８に示されている光導波管素子の製造方法に共通するところがある。