(57)【要約】【課題】離型剤を用いずに簡便な管理方法で、金属版から樹脂を容易に離型し、目的とする形状に付形する技術を提供する。【解決手段】アスペクト比１０未満の微細なパターンが形成された金属版表面に硬化性樹脂を塗工する工程と、前記硬化性樹脂を密閉容器内で真空ポンプを用いて脱泡する工程と、前記硬化性樹脂を金属版上で硬化させる工程と、硬化した樹脂を、植物性高分子系アルコール系溶剤９０〜９５重量％、水分４〜９重量％、乳酸エチル１〜３重量％に調合した剥離液に入れる工程と、前記剥離液をヒーターにて３０〜７０℃まで加温する工程と、前記剥離液に超音波発生器にて超音波振動を与える工程と、前記硬化した樹脂をブロー圧により金属版から離型する工程を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスペクト比１０未満の微細なパターンが形成された金属版表面に硬化性樹脂を塗工する工程と、
前記硬化性樹脂を密閉容器内で真空ポンプを用いて脱泡する工程と、
前記硬化性樹脂を金属版上で硬化させる工程と、
硬化した樹脂を、植物性高分子系アルコール系溶剤９０〜９５重量％、水分４〜９重量％、乳酸エチル１〜３重量％を含む剥離液に入れる工程と、
前記剥離液をヒーターにて３０〜７０℃まで加温する工程と、
前記剥離液に超音波発生器にて超音波振動を与える工程と、
前記硬化した樹脂をブロー圧により金属版から離型する工程を
備えたことを特徴とする樹脂の成型方法。
【請求項２】
前記硬化性樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂の成型方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂の成型方法。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂の成型方法。
【請求項５】
前記金属版が、ニッケル電鋳版であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の樹脂の成型方法。
【請求項６】
前記剥離液が、非イオン系界面活性剤を１重量％未満含有していることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の樹脂の成型方法。
【請求項７】
前記非イオン系界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする請求項６に記載の樹脂の成型方法。
【請求項８】
前記非イオン系界面活性剤が、ラウリルグルコシドであることを特徴とする請求項６に記載の樹脂の成型方法。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか一項に記載の成型方法で成型したことを特徴とする樹脂成形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目的とする形状を付形した金属版に樹脂を射出し、形成された樹脂成形物を、型から剥離する、樹脂の成型方法及び樹脂成形物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スタンパーのような金属版を用いて樹脂に目的とする形状を付形する手段として、射出成型法などが用いられる。射出成型法により流体状態で吐出された樹脂は、金属版表面に接触すると固着して離型できなくなるため、フッ素を含有した離型剤をあらかじめ蒸着法またはディップ法などで金属版表面に塗工することが行われている（特許文献１）。
【０００３】
離型剤を塗布された金属版は、樹脂を金属版から容易に剥離することができる。しかしながら、射出成型を行うたびに離型剤が樹脂に転移してしまい、金属版表面の離型剤が薄くなるため、回数を経ると樹脂の金属版からの剥離が困難となってしまう。
【０００４】
剥離困難になってしまった金属版は、アルカリ溶液で金属版を洗浄後、再度離型剤を塗布する。しかしながら、金属版表面の洗浄が不完全で離型剤が版表面に残留していると、新たに塗布する離型剤が表面へ付着しづらくなる。そのため、射出成型による剥離困難になるまでのショット数が著しく落ちてしまう。
【０００５】
また、離型膜といった有機薄膜の厚みを測定するには、エリプソメトリー法（非特許文献１）、Ｘ線反射率法（非特許文献２）などがあるが、測定するためには、成型機から金属版を取り外さなければならなく、簡易的に測定することができなかった。そのため、剥離困難となるまでのショット数を見極めることが重要である射出成型においては、困難な問題である。
【０００６】
このように、金属版を用いて樹脂を成型する場合、離型剤を使用することになり、また離型剤の膜厚を管理することが必要と成ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−２４０４８６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】藤原浩之著：分光エリプソメトリー  ｐ１（２００３年）
【非特許文献２】ぶんせき  ２００６年１月号  ｐ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点を鑑み、なされたものであり、その課題とするところは、離型剤を用いずに簡便な管理方法で、金属版から樹脂を容易に離型し、目的とする形状に付形する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、アスペクト比１０未満の微細なパターンが形成された金属版表面に硬化性樹脂を塗工する工程と、
前記硬化性樹脂を密閉容器内で真空ポンプを用いて脱泡する工程と、
前記硬化性樹脂を金属版上で硬化させる工程と、
硬化した樹脂を、植物性高分子系アルコール系溶剤９０〜９５重量％、水分４〜９重量％、乳酸エチル１〜３重量％を含む剥離液に入れる工程と、
前記剥離液をヒーターにて３０〜７０℃まで加温する工程と、
前記剥離液に超音波発生器にて超音波振動を与える工程と、
前記硬化した樹脂をブロー圧により金属版から離型する工程を
備えたことを特徴とする樹脂の成型方法である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記硬化性樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂の成型方法である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂の成型方法である。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記熱硬化性樹脂が、ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の樹脂の成型方法である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記金属版が、ニッケル電鋳版であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の樹脂の成型方法である。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、前記剥離液が、非イオン系界面活性剤を１重量％未満含有していることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の樹脂の成型方法である。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、前記非イオン系界面活性剤が、ポリオキシエチレンアルキルエーテルであることを特徴とする請求項６に記載の樹脂の成型方法である。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、前記非イオン系界面活性剤が、ラウリルグルコシドであることを特徴とする請求項６に記載の樹脂の成型方法である。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８いずれか一項に記載の成型方法で成型したことを特徴とする樹脂成形物である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、離型剤を用いずに、金属版から樹脂を容易に離型し、目的とする形状を付形することができ、離型剤を塗布するために金属版を洗浄などの前処理も不要である。また、多種類の薬液を使う手間が省くことができる。さらにブロアーを用いてブロー圧で樹脂と金属版を剥離するため、外力を与えて樹脂を変形させることなく、樹脂成形物を作製することができる。さらにまた、上記剥離液の容量を多くすることで、液の疲労度が抑えられるため、半永久的に金属版から樹脂成形物を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願発明の樹脂成型方法を説明する工程断面概念図である。
【図２】本願発明に使用する原版の作製方法を説明する工程断面概念図である。
【図３】ニッケル電鋳版の作製方法を説明する工程断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本願発明の樹脂の成型方法を説明する工程を示しており、囲い８を設けた金属版、すなわちニッケル電鋳版７に、樹脂９を流し込み、樹脂を硬化させた後、剥離液の入った容器に浸漬し、超音波を印加した後、ブロアー３０を用いてブロー圧により、ニッケル電鋳版７から樹脂成形物を剥離する。
【００２２】
以下ニッケル電鋳版の作製から説明する。図２（ａ）に示すように、原版となる基材１上にレジスト膜２を形成する。基材の材質としては、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。レジスト膜２は、例えばネガ型レジストをスピンコート法などにより塗布して塗膜を形成し、これを乾燥させることによって作製することができる。
【００２３】
ネガ型レジストとしては、例えばＳＵ−８（日化マイクロケム社製）などが挙げられるが、これに限定されない。レジストの塗膜をオーブンなどにより乾燥して、レジスト膜２が得られる。レジスト膜２の厚さは特に限定されないが、通常３０〜３００μｍ程度である。
【００２４】
次いで、一定のピッチでパターン化された光透過領域を有する露光用マスクフィルム３を用いて、図２（ｂ）に示すように、レジスト膜にパターン露光を施す。露光条件は、適宜設定することができる。露光後には現像処理を施して、図２（ｃ）のようなレジストパターン２ａが得られる。このレジストパターン２ａのアスペクト比は０．５〜１０．０程度のものを作製することができる。
【００２５】
原版４の全面には、図３（ａ）の示すようなシード層５を、数１０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さで設ける。シード層５の形成に用いられる金属としては、銅、ニッケル、銀、コバルト及び金などが挙げられる。こうした金属を用いて、蒸着によりシード層５を形成することができる。
シード層５が形成された原版４にニッケル電鋳を行なって、図２（ｂ）に示されるような電鋳層６を形成する。ニッケル電鋳液の組成は、例えば、次のような組成のものを用いると良い。
スルファミン酸ニッケル                                              ５００ｇ／Ｌホウ酸                                                                ４０ｇ／Ｌラウリル硫酸ナトリウム                                            ０．１５ｇ／Ｌなお、電鋳浴のｐＨは４．５±０．１とし、浴温は４０±５℃で制御する。１〜７Ａ／ｄｍ２の電流密度で、約４０〜８０時間通電することによって電鋳が行われ、厚さが約１〜３ｍｍのニッケル電鋳層６が得られる。
【００２６】
電鋳後には、図３（ｃ）に示すように、シード層５及びニッケル電鋳層６とともにレジストパターン２ａを基材１から剥離する。剥離は、パレットナイフをレジストパターン２ａと基材１との間に挿入することによって行なうことができる。次いで、レジストパターン２ａとシード層５を除去することによって、図３（ｄ）に示すようなニッケル電鋳版７が作製される。除去には、水酸化ナトリウム溶液などのアルカリ性の溶液に浸漬させる。
【００２７】
作製されたニッケル電鋳版７のパターンのある面に、図１（ａ）のようにプラスチックの囲い８を載せる。この囲い８は、成型物の側面部分の型となる。成型物の側面部分の形状については所望とする形状で良いが、のちの工程で樹脂９と囲い８を剥離しなければならないため、ニッケル電鋳版７のパターンのある面に対して、囲い８の形状が垂直、又は開いた角度であることが望ましい。また、囲い８の内面にワセリンを塗っておくことが望ましい。
【００２８】
本発明に係る硬化性樹脂にエポキシ樹脂を用いる場合は、エポキシ樹脂に対して重量比約８％程度の硬化剤を添加し、混合、攪拌する。該樹脂９を図１（ｂ）のように囲い８の中に流しこむ。およそ８時間程度でエポキシ樹脂が硬化する。硬化時間を早めるため、オーブンで樹脂を加熱しても良い。
【００２９】
樹脂にポリエステル樹脂を用いる場合は、ポリエステル樹脂に対して重量比約２％程度の硬化剤を添加し、混合、攪拌する。およそ３時間程度でポリエステル樹脂が硬化する。同様に、硬化時間を早めるため、オーブン等で樹脂を加熱してもよい。
【００３０】
樹脂には、上記エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のほかに、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などを用いてもよい。
【００３１】
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラニン樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリエート等が挙げられる。
【００３２】
樹脂９を囲い８に流し込んだ後、微細なパターン内部に樹脂９が入り込みやすいように、密閉された容器の中にニッケル電鋳版７、囲い８及び樹脂９を入れ、真空ポンプで空気を抜き、樹脂を脱泡する。時間が経過するにつれて樹脂が硬化するため、樹脂９を囲い８に流し込んだ後速やかに行うのが望ましい。
【００３３】
樹脂９が硬化した後、プラスチックの囲い８をニッケル電鋳版７のパターンのある面から垂直方向に剥離する。すると、図１（ｃ）に示すように電鋳版７及び樹脂９が形成される。このとき、樹脂９はニッケル電鋳版７に固着しているため剥離はできない。
【００３４】
一方、剥離液を準備する。剥離液２０は、
植物性高分子アルコール系溶剤                                    ９０〜９５重量％水分                                                                １〜４重量％乳酸エチル                                                          １〜３重量％に調合して作成する。なお、植物性アルコール系溶剤は、例えば、トウモロコシ由来のものが挙げられる。
【００３５】
剥離液２０には、金属表面の濡れ性を良くするため、界面活性剤を添加してもよい。剥離液は加温することによって剥離効果が大きくなるため、あらかじめ浴温を３５〜７０℃程度にヒーターなどで加温する。なお、該剥離液の引火点は７９℃であるため、浴温を上げすぎないように注意が必要である。
【００３６】
ニッケル電鋳版７及び樹脂９を上記剥離液２０の入った容器に入れる。その容器に超音波発生器４０にて超音波振動を与える。該水は剥離液が冷めないように上記温度で加温しておく。５〜３０分ほど超音波を発生させ、ニッケル電鋳版７及び樹脂９を剥離液２０から取り出す。
【００３７】
取り出したニッケル電鋳版７と樹脂９との接着界面にブロアー３０を用いてブロー圧をかけると、ニッケル電鋳版７から樹脂９が剥離される。こうして、図１（ｄ）のようにニッケル電鋳版７とはネガ型の（原版と同じ）パターンが形成された樹脂成形物１０を作製することができる。
【００３８】
上記において説明した樹脂の成型方法は、本発明の成型方法の中で、好ましいものを述べたものであり、本発明は、上記のような構成に限定されるものではない。例えば、電鋳層をニッケルのほかの金属を用いて形成してもよい。
【実施例】
【００３９】
アスペクト比３程度の微細なパターンが組み込まれたニッケル電鋳版７のパターンのある面に、パターンより面積の大きい内径のプラスチックの円筒を乗せた。次いで、丸本ストルアス製のエポキシ樹脂と硬化剤を重量比１５：２の割合で混合した液をパターン内部
に流し込ませた。樹脂内に気泡が入っていると、パターン内部に樹脂が入り込まないため、ニッケル電鋳版７、円筒及び樹脂を密閉容器の中に入れ、真空ポンプで空気を引き、樹脂内の気泡をできるだけなくした。
気泡がある程度なくなったら、密閉容器から取り出し、ニッケル電鋳版上の樹脂を室温で硬化させた。
【００４０】
剥離液２０は、
植物性高分子系アルコール系溶剤                                        ９２重量％水分                                                                    ５重量％乳酸エチル                                                              １重量％ポリ・オキチエチレン・アルキルエーテル                                  １重量％ラウリルグルコシド                                                      １重量％の割合で調合して作成した。
【００４１】
上記剥離液５０ｍｌをビーカーの中に入れた。該ビーカーを水の入った超音波発生器４０の付いた容器内に入れ、該水を７０℃に加熱後、エポキシ樹脂が固着したニッケル電鋳版を、剥離液２０に浸漬させ、２０分間超音波を発生させた。
【００４２】
剥離液２０から樹脂およびニッケル電鋳版を取り出し、電鋳版と樹脂との接着界面にブロアー３０でブロー圧を吹きかけることで、電鋳版のパターンとは反転した表面形状の樹脂の成形物を成型することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、プラスチック加工及びプラスチック成型分野に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１・・・基材
２・・・レジスト膜
３・・・マスクフィルム
４・・・原版
５・・・シード層
６・・・ニッケル電鋳層
７・・・ニッケル電鋳版
８・・・囲い
９・・・樹脂
１０・・・樹脂成形物
２０・・・剥離液
３０・・・ブロアー
４０・・・超音波発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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