PCerformance

活 躍する三洋化成グループのパフォーマンス・ケミカルス
hemicals

135

電子材料研究部
ユニットマネージャー

インプリント用UV硬化樹脂

吉田 和徳［お問い合わせ先］
電子・樹脂・色材本部
電子材料産業部

今や日常生活にスマートフォクライトなどの光源の光をカせて取り外すことで光学フィルン、タブレットやカーナビ、テラーフィルターに通過させたりムを得る方式である。熱硬化方

レビやパソコンなどの電子機器遮ることで表示している。偏光式と紫外線（UV）硬化方式がは欠かせない。それらで表示・板は、ブラインドのような役割あるが、UV 硬化は熱硬化のよ映像化するためのディスプレイを果たす光学フィルムである。

うに高熱をかける必要がなく、は、電 子 機 器 の 軽 量 化、薄 型

そのほか、表示品位を向上させ短時間で製造できるため省エネ化、大型化、フレキシブル化なるために、外光を拡散し、画面が図れ、熱に弱い部材にも使用

どさまざまな目的、状況に応じを見やすくする反射防止フィル可能であり広く用いられていて多様な発展を遂げ、現在の高ム、バックライトの光をそろえる。

度情報化社会を支えてきた。て均一にするプリズムシート、UV 硬 化 方 式 で は、UV 硬 化

近年主流の液晶ディスプレイ

集 め た 光 を 拡 散 し、輝 度 を 上

樹脂を PET フィルムなどの基や有機 EL ディスプレイは、さげる拡散フィルムなど、さまざ材フィルムに塗布し、金型を押まざまな機能を有する光学フィ

まな機能をもった光学フィルム

し 当 て て UV 照 射・硬 化 さ せ

ルムを何層にも重ねて構成されを多層に重ねて作られているる。離型すると基材フィルム上ている。画面をよりきれいに、（図 1）。に微細なパターンが転写されたより見やすくしたいという高性光学フィルムには、それぞれ成型物が得られる（図 2）。高度能化のニーズが高まりを見せ、の機能を発現させるべく、微細な転写性を実現するためには、光学フィルムにもより精密に光な加工が施されている。高画質液状の樹脂の金型への入り込みを制御する機能が求められて化、視認性向上など高性能化のい る。さ ら に 製 造 時 の 歩 留 り

ニーズが高まるなか、光学フィ性や製品の信頼性などのたゆ

ルムにもより高度な光制御技術

ま ぬ 向 上 が 求 め ら れ て い る。

が求められている。

本稿では、これらのニーズに応えるべく開発した当社の光学インプリントフィルム

フィルム用 UV 硬化樹脂『ファ光をより精密に制御するためインキュアー』シリーズについには、光学フィルムに施されるて紹介する。

微細加工の高精細化が必要であ液晶ディスプレイの構成プリズムシートる。本加工の主方法としてインプリント（転写）方式がある。

液晶ディスプレイは、偏光板表面に微細な凹凸を有する金型で液晶表示の制御を行い、バッを樹脂に押し当てた後、硬化さ

三洋化成ニュース ❶ 2018 冬 No.511

反射防止フィルム（PC、タブレットなど）

図1

インプリントフィルムの用途例

性、成型物の金型との離型性、金型からの離型性基材フィルムとの密着性、寸法金型安定性、信頼性が必要となる。
近年の高画質化ニーズの高まUV硬化樹脂

離型りに伴い、ナノレベルの微細成型（ナノインプリント）された光学フィルムが求められ、UV硬化樹脂に要求される性能もまPETとの密着性金型に選択的に配向し表面張力を低下させる効果すます高まっている。

離型性の高いナノインプリント用
UV 硬化樹脂

基材『ファインキュア−』
特殊離型剤を配合したUV硬化樹脂

タンク

冷却ノズル

グラビアロール
（金型）

UV照射
巻き取り

当社では従来から特殊なモノPETフィルムマー設計などにより UV 硬化樹
脂 シ ス テ ム を 開 発 し て き た。
ニーズの高度化に伴い、優れた

図2

凹凸金型を用いたUV硬化樹脂の成型プロセス例（基材：PETフィルム使用）

界面制御技術と高精細化に対応できる樹脂設計技術を活か

表1 『ファインキュアー』の金型離型性と基材密着性し、ナノインプリントなどの超項目

ファインキュア− RM-64

当社従来品

評価方法

微細加工に最適な UV 硬化樹脂

金型離型性（剥離応力）

45mN

75mN

オートグラフでの金型剥離試験※

100/100

100/100

碁盤目試験を開発している。当社の UV 硬化樹脂システム『ファインキュ基材密着性・PETフィルム（東洋紡製 A4300 100μm）※剥離速度：300mm/min、90度剥離アー』シリーズは、当社の得意とする界面活性剤技術を活かして独自に設計した特殊離型剤を配合しており、金型に対して高い離型性を発揮する。そのため

20.0μm

20.0μm30.0μm超微細なパターンでも金型に樹脂が残らないだけでなく、金型

図3 『ファインキュアー』を用いたインプリントフィルムの成型例の摩耗低減にも役立っている。
さらに樹脂にもストレスがかか（表 1）。さらに、出来上がった成ることができるうえ、柔軟性、りにくいため、クラックなどの型物は形状、品質ともに長期間強靭性といった機械的特性、耐不具合が発生しにくい。また、安定するのが特長である。

光性、色・形状の持続性といっ

きょう じん

金型にのみ選択的に離型性を発

また、用途やニーズに合わせた信頼性など、光学フィルムの揮するよう設計されているたて各種性能を選択できるよう多付加価値となるさまざまな性能

め、このような高い離型性にも彩なラインアップを取りそろえを引き出すことができるのもかかわらず、基材フィルムに対ている。光学特性として重要な『ファインキュアー』シリーズ

しては高い密着性を有している因子である光の屈折率を制御すならではの強みである（表 2）。

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表2 『ファインキュアー』の物性例
項目
樹脂物性

硬化物特性

ファインキュア− RM-64

ファインキュア− MU-99

ファインキュア− RC

当社従来品X

粘度（mPa・s/25℃）

4,000

9,000

2,300

4,000

濁度（％）

0.6

0.70.60.6

屈折率

1.55

1.56

1.56

1.55

引張弾性率
（MPa）

800

3,200

2,300

1,000

伸び（％）

122

102

102102

反り2.0

5.0

0.3

3.0

全光線透過率
（％）

90.0

90.0

90.0

90.0

ヘイズ
（％）

色度

0.3

0.3

0.2

0.2

色度
（x）

0.31100.31100.31100.3110色度（y）0.31700.31700.31700.3170

色度
（YⅠ）

1.4

1.4

1.4

1.4

45

47

4575

100/100

100/100

100/100

100/100

金型離型性（mN）
密着性

PET（易接着処理）法規制対応国
備考

日本

日本

日本

日本

高柔軟タイプ

高弾性・強靱タイプ

低反りタイプ高柔軟タイプ・硬化条件：Dバルブ、1000mJ/cm2、320mW/cm2、PETフィルム（東洋紡製 A4300 100μm）に塗布し金型ニップしてUV硬化・硬化後膜厚：100μm・屈折率：屈折率計（ATAGO製）
589nm
・引張弾性率、伸び：膜厚200μmでダンベル成型
・全光線透過率、
ヘイズ：ヘイズメーター（BYKガードナー社製、ヘイズ−ガードデュアル）にて基材（100μmPETフィルム）込みで測定
・金型離型性：金型からの剥離をオートグラフで測定・密着性：碁盤目試験

高い耐擦傷性を有する
ナノインプリント用
UV 硬化樹脂（図 4）。

来品と比較し、貯蔵弾性率（E ）『ファインキュアー』の動的を維持したうえで、損失弾性率粘弾性データを図 5 に示す。従（E ）が低下していることがわ

光学フィルムには、光学部材高架橋密度部位を起点とし低架橋密度部位が分子運動することでゴム弾性を示すとしての光学特性や転写性など

高架橋密度部位によるハードセグメントの加工性だけでなく、製造工程でほかの材料と接触したり、最終製品において傷が付いたとしてもすぐ戻るといった耐擦傷性ソフトセグメントを持つ低架橋密度部位（傷回復性）も求められる。
『ファインキュアー』シリー

図4 『ファインキュアー』開発品の原子間力顕微鏡（AFM）画像

ズでは、弾性回復による高い傷回復性を発現するグレードも開発している。特殊モノマーを樹と低架橋密度部位が形成されるように設計した。そのメカニズ

貯蔵弾性率

り、硬化物中に高架橋密度部位損失弾性率

脂中でナノ分散させることによ

従来品
開発品

1E+08
1E+07
1E+06

1E+10
1E+09
E
1E+08

E 1E+05

1E+07

ムとしては、高架橋密度部位を起点として低架橋密度部位が分子運動することで、ゴム弾性を

510
架橋密度（10-3）

図5 『ファインキュアー』の動的粘弾性発現していると推定している

三洋化成ニュース ❸ 2018 冬 No.511

・架橋密度は理論値
・損失弾性率、貯蔵弾性率は、25℃における動的粘弾性（10Hz、0℃〜80℃、4℃/min）の測定値

かる。すなわち樹脂自体の柔軟

図 7 に示すように、本樹脂を性は高いが、復元力も高く、結使用して成型したフィルムは耐果として傷が入っても回復する擦傷性（傷回復性）に優れてい機能を有する。

るため、製造時の歩留り向上、製品信頼性向上に寄与する光学フィルムとなる（表 3）。

終わりに近年の省エネルギー、ゼロエミッションに対する関心の高まスチールウール（#0000）

りから、光学フィルム製造時の傷回復性に優れる

さらなる省エネ化を図るため、
UV-LED 光源の活用も進んでいUV硬化樹脂る。当 社 も UV-LED 光 源 対 応の『ファインキュアー』の開発を進めている。

基材フィルムま た 有 機 EL デ ィ ス プ レ イ、車載ディスプレイなどの新たな電子機器の普及に伴い、材料にスチールウールによる耐擦傷性試験

図6

求められる要求性能も年々高度化してきている。このような最新の電子機器のニーズに応えるべく、これからも開発に注力していく。
耐擦傷性試験前図7表3

耐擦傷性試験直後（傷あり）

耐擦傷性試験数秒後（傷回復）

耐擦傷性試験前後の電子顕微鏡画像

傷回復性に優れるタイプの物性例
ファインキュア−A

項目

樹脂物性

硬化物特性

ファインキュア−B ファインキュア−C ファインキュア−D

ファインキュア−（開発品）

当社従来品Y

ER
（％）

4270

40

100

100100粘度（mPa・s/25℃）

2.5

9.2

2.6

570

860

1,000

溶剤

MEK/MIBKMEK/MIBKMEK/MIBK

無溶剤

無溶剤

無溶剤

屈折率

1.509

1.513

1.508

1.506

1.504

1.504

引張弾性率
（MPa）

1,000

4,000

120

100

900

800

全光線透過率
（％）

92.0

92.0

92.0

90.5

90.5

91.0

0.2

0.4

0.2

0.3

0.3

0.3

傷10本以下傷10本以下

傷なし

傷なし

傷なし傷多数（30本以上）

TAC

100/100

100/100

100/100

100/100※

100/100※

100/100

PET（易接着処理）100/100

100/100

100/100

100/100

100/100

100/100

日、台、中、韓日、台、中、韓日、台、中、韓日、台、中、韓日、台、中

日、台、中、韓

高成型タイプ

高ER高成型タイプ

高柔軟タイプ高柔軟タイプ

高弾性タイプ

高弾性タイプヘイズ（％）
耐スチールウール性（100g荷重）
密着性

法規制対応国・地域
備考

・硬化条件：Vバルブ、500mJ/cm 、320mW/cm 、PETフィルム（東洋紡製 A4300 100μm）に塗布し金型ニップしてUV硬化・硬化後膜厚：10μm・屈折率：屈折率計（ATAGO製）
589nm
・引張弾性率：膜厚200μmでダンベル成型
・全光線透過率、
ヘイズ：ヘイズメーター（BYKガードナー社製、ヘイズ−ガードデュアル）にて基材（100μmPETフィルム）込みで測定
・耐スチールウール性：金型賦型後の表面をスチールウール#0000での擦り試験
・密着性：碁盤目試験※MEK/MIBKにて希釈（ER40％）
したサンプルでの評価
22

当社品をお取り扱いいただく際は、当社営業所までお問い合わせください。また必ず「安全データシート」（SDS）を事前にお読みください。
使用される用途における適性および安全性は、使用者の責任においてご判断ください。

三洋化成ニュース ❹ 2018 冬 No.511