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JP5616191B2 - Mold for producing nanostructure and method for producing the same - Google Patents

Mold for producing nanostructure and method for producing the same Download PDF

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JP5616191B2 JP2010229167A JP2010229167A JP5616191B2 JP 5616191 B2 JP5616191 B2 JP 5616191B2 JP 2010229167 A JP2010229167 A JP 2010229167A JP 2010229167 A JP2010229167 A JP 2010229167A JP 5616191 B2 JP5616191 B2 JP 5616191B2
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Description

本発明は、ナノ構造を利用したナノ構造体作製用型体に関するものであり、詳細には、ナノ構造を利用したナノ構造体を作製するための、強度、耐久性等が向上したナノ構造体作製用型体及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a mold for producing a nanostructure using a nanostructure, and more specifically, a nanostructure having improved strength, durability and the like for producing a nanostructure using a nanostructure. The present invention relates to a mold for manufacturing and a method for manufacturing the same.

液晶表示ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)等のフラットパネルディスプレイ(以下、「FPD」と略記する)等は、その視認性確保のために、反射防止膜等の反射防止体の装着は必須である。また、陳列棚、額等の前面板;標本箱等の蓋板;窓、戸等の建築材料;オブジェ等の構造体の表面;等において、不要な反射の抑制が必要になる場合がある。   For flat panel displays (hereinafter abbreviated as “FPD”) such as liquid crystal display (LCD) and plasma display (PDP), it is indispensable to install an antireflection body such as an antireflection film in order to ensure the visibility It is. In addition, it may be necessary to suppress unnecessary reflection on a front plate such as a display shelf or a forehead; a cover plate such as a specimen box; a building material such as a window or a door; a surface of a structure such as an object;

かかる反射防止体としては、(1)一般にドライ法と言われている方法、すなわち、誘電体多層膜を気相プロセスで作製し、光学干渉効果で低反射率を実現したもの、(2)一般にウエット法、すなわち、低屈折率材料を基板フィルム上にコーティングする方法で作製したもの等が知られている。また、これらとは原理的に全く異なる技術として、(3)表面にナノ構造を付与することにより、低反射率を発現させたものも知られている。   As such an antireflective body, (1) a method generally referred to as a dry method, that is, a dielectric multilayer film produced by a vapor phase process and realizing a low reflectance by an optical interference effect, (2) in general Known is a wet method, that is, a method in which a low refractive index material is coated on a substrate film. In addition, as a technique completely different from these, (3) a technique in which a low reflectivity is expressed by imparting a nanostructure to the surface is also known.

上記(3)のナノ構造を表面に付与した反射防止体等のナノ構造体について、その反射防止性能等を向上させる方法として種々検討されており、例えば、アルミニウム材料に対して、陽極酸化による陽極酸化皮膜の形成と、その陽極酸化皮膜のエッチングとを組み合わせたものを型として、その形状を反射防止体等のナノ構造体に転写する方法が知られている(特許文献1〜特許文献6)。   Various studies have been made on nanostructures such as antireflective bodies provided with the nanostructure of (3) above as a method for improving the antireflection performance. For example, an anode formed by anodizing an aluminum material A method is known in which a combination of formation of an oxide film and etching of the anodic oxide film is used as a mold and the shape is transferred to a nanostructure such as an antireflection body (Patent Documents 1 to 6). .

かかるナノ構造体は、アルミニウム材料の表面に、陽極酸化と孔拡大処理を交互に繰り返すことによりテーパー形状の孔を有する鋳型を作製し、この鋳型をナノ構造体形成材料に転写させることによって得られる。すなわち、少なくとも、特許文献2、4〜6には、下記の工程を有する、陽極酸化ポーラスアルミナからなる鋳型の製造方法が記載されている。
(1)アルミニウム基材に陽極酸化を施してアルミナ層を形成する工程。
(2)前記アルミナ層を除去する工程。
(3)前記工程(2)の後、再び陽極酸化を施して細孔を形成する工程。
(4)細孔に孔径拡大処理を施す工程。
(5)前記工程(4)の後、再び陽極酸化を施す工程。
(6)前記工程(4)および工程(5)を交互に繰り返す工程。
Such a nanostructure is obtained by producing a template having tapered holes on the surface of an aluminum material by alternately repeating anodic oxidation and hole enlargement treatment, and transferring the template to the nanostructure-forming material. . That is, at least Patent Documents 2 and 4 to 6 describe a method for producing a mold made of anodized porous alumina having the following steps.
(1) A step of forming an alumina layer by anodizing an aluminum substrate.
(2) A step of removing the alumina layer.
(3) A step of forming the pores by anodizing again after the step (2).
(4) A step of subjecting the pores to a pore size expansion process.
(5) A step of anodizing again after the step (4).
(6) A step of alternately repeating the step (4) and the step (5).

しかしながら、型体(鋳型)にナノ構造体形成材料を埋め込み、次いで、その型体(鋳型)を剥離するという操作(転写操作)を繰り返すことに対する耐久性の向上については、ほとんど検討がなく、ましてや、転写操作の繰り返し後に得られるナノ構造体の性能変化に気付き、そこに着目して、型体の構成と形態を検討したものはなかった。   However, there has been little consideration for improving durability against repeated operations (transfer operations) in which a nanostructure forming material is embedded in a mold (template) and then the mold (template) is peeled off. However, no one has noticed a change in the performance of the nanostructure obtained after repeating the transfer operation, and has not studied the configuration and form of the mold, focusing on this.

上記の陽極酸化ポーラスアルミナからなる鋳型を用いる方法において、鋳型としてナノ構造体の表面に必須な最適なテーパー形状を生成するために、工程(6)では、孔径拡大処理で終了することが記載されている。   In the method using a template made of the above-mentioned anodized porous alumina, it is described that in step (6), the process ends with a pore diameter expansion process in order to generate an optimum tapered shape essential on the surface of the nanostructure as a template. ing.

しかしながら、該鋳型はアルミニウムが基材であるため、鋳型として柔らかく、その鋳型を用いて、型を繰り返しナノ構造体形成材料に転写すると、鋳型表面に傷がついたり、鋳型表面が摩耗したりして、かかる鋳型の耐久性は極めて劣るものであった。該鋳型の表面の陽極酸化ポーラスアルミナ層は、本来、硬度は高いが薄いために、応力によって亀裂、剥離等を生じ、結局、下地のアルミニウムの柔らかさが影響を及ぼし、耐久性が劣るものと考えられる。   However, since the mold is made of aluminum, the mold is soft as the mold. If the mold is repeatedly transferred to the nanostructure forming material using the mold, the mold surface may be damaged or the mold surface may be worn. Thus, the durability of such a mold was extremely inferior. The anodized porous alumina layer on the surface of the mold is inherently high in hardness but thin, so it causes cracking, peeling, etc. due to stress, eventually affecting the softness of the underlying aluminum and inferior in durability. Conceivable.

一方、アルミニウムの陽極酸化皮膜の膜厚を厚くする技術は知られている(例えば、特許文献7)。しかしながら、表面にナノ構造を有するような型体(鋳型)、すなわち、「ナノ構造を利用した反射防止体等のナノ構造体」を作製するための型体としての種々の性能を維持しながら、型体としての耐久性を向上させるべく、陽極酸化皮膜の膜厚を厚くする技術は知られていない。更に言えば、ナノ構造体を作製するための型体(鋳型)に、繰り返し使用に十分耐えられるような耐久性を持たせようとする課題自体が殆ど存在しなかった。   On the other hand, a technique for increasing the thickness of the anodized film of aluminum is known (for example, Patent Document 7). However, while maintaining various performances as a mold for producing a mold (template) having a nanostructure on the surface, that is, “a nanostructure such as an antireflection body using a nanostructure”, There is no known technique for increasing the thickness of the anodized film in order to improve durability as a mold. Furthermore, there has hardly been a problem per se for making the mold (template) for producing the nanostructure sufficiently durable to withstand repeated use.

一方、表面にナノ構造を有するような型体(鋳型)、すなわち、「ナノ構造を利用した反射防止体等のナノ構造体」を作製するための型体を作る方法としては、エッチングで終了することが良好なテーパー形状を得るために好ましいと考えられており、最後のエッチングの後にたとえ陽極酸化を施したとしても、テーパー形状の底部を小さくするために、最後に陽極酸化を短い時間で行なう程度であり、そこでの陽極酸化によって形成された陽極酸化皮膜に耐久性を要求するようなものではなかった(特許文献4、6)。   On the other hand, as a method for producing a mold (template) having a nanostructure on the surface, that is, a mold for producing a “nanostructure such as an antireflection body using a nanostructure”, etching is completed. It is considered preferable to obtain a good taper shape, and even if anodization is performed after the last etching, anodization is finally performed in a short time in order to reduce the bottom of the taper shape. However, durability was not required for the anodized film formed by anodization there (Patent Documents 4 and 6).

すなわち、型体として陽極酸化皮膜の膜厚を厚くする技術は知られておらず、ましてや、通常は表面のみの硬度に依存すると考えられる型体において、その陽極酸化皮膜の膜厚を厚くすることによって、型体自体の耐久性が向上し、ナノ構造体の型体として繰り返し使用後に、その型体から得られたナノ構造体の形態や物性が良好なまま維持できることは全く知られていない。   In other words, there is no known technique for increasing the thickness of the anodized film as a mold, and in addition, in a mold that is normally considered to depend only on the hardness of the surface, increasing the thickness of the anodized film. Therefore, it is not known at all that the durability of the mold itself is improved, and the nanostructure obtained from the mold can be maintained in good form and physical properties after repeated use as a nanostructure mold.

耐久性を向上させるため、陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型とし、金属等の材料により同一の形状を有する新たな鋳型を得ることで、耐久性、耐摩耗性、剥離特性を向上させることも知られているが(特許文献2、4〜6)、新たな鋳型を作ることは、工程が煩雑で、コストがかかる等の問題があった。   In order to improve durability, it is also known to improve durability, wear resistance, and peeling properties by using anodized porous alumina as a mold and obtaining a new mold having the same shape with a material such as metal. (Patent Documents 2 and 4 to 6), however, producing a new mold has problems such as a complicated process and cost.

特開2003−043203号公報JP 2003-043203 A 特開2005−156695号公報JP 2005-156695 A 特開2007−086283号公報JP 2007-086283 A 特開2009−299190号公報JP 2009-299190 A 特開2009−258743号公報JP 2009-258743 A WO2006/059686公報WO2006 / 059686 Publication 特開昭62−185898号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-185898

本発明は上記背景技術に鑑みてなされたものであり、本発明者は、まず、全体の工程数の減少、ナノ構造体1つあたりのコストの削減等のために、ナノ構造体を作製するための型体」に耐久性を持たせようと考えた。すなわち、その課題は、かかる型体に、耐傷性や耐久性を有するナノ構造体作製用型体と、そのナノ構造体作製用型体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described background art. The inventor first creates nanostructures in order to reduce the total number of steps, reduce the cost per nanostructure, and the like. I thought to make the mold for the purpose of durability. That is, the subject is providing the mold body for nanostructure preparation which has scratch resistance and durability to this mold body, and the manufacturing method of the mold body for nanostructure preparation.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、通常は表面の硬度のみが効くと考えられる「ナノ構造を利用したナノ構造体を作製するための型体」において、型体が有する陽極酸化皮膜の形態や膜厚を調整することで、型体の耐久性が向上することを見出した。更に具体的には、アルミニウム材料の表面に形成する陽極酸化皮膜において、テーパー形状部を有するテーパー形状層を形成後、更に、陽極酸化皮膜を、該テーパー形状層の層厚以上に形成することにより、型体の耐久性が著しく向上することを見出した。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor normally considered that only the hardness of the surface is effective, and “the mold for producing a nanostructure using a nanostructure” It has been found that the durability of the mold is improved by adjusting the form and film thickness of the anodic oxide film of the body. More specifically, in the anodic oxide film formed on the surface of the aluminum material, after forming the tapered layer having the tapered portion, the anodic oxide film is further formed to have a thickness greater than the thickness of the tapered layer. It was found that the durability of the mold was remarkably improved.

そして、そのために、アルミニウム材料の表面に、陽極酸化皮膜の形成と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返し行って、テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜を作成し、更に、陽極酸化を行って、該テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の下部に、細孔形状部を有する陽極酸化皮膜を、該テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の膜厚以上の膜厚で形成させれば、得られる型体の耐久性が著しく向上することを見出し本発明に到達した。   For that purpose, the two steps of forming the anodized film and etching the anodized film are repeated on the surface of the aluminum material to create an anodized film having a tapered portion, and further anodizing is performed. Then, an anodic oxide film having a pore-shaped portion is formed below the anodic oxide film having a tapered shape portion, with a film thickness equal to or greater than that of the anodic oxide film having the tapered shape portion. The inventors have found that the durability of the mold is remarkably improved and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、ナノ構造を利用したナノ構造体を作製するための型体であって、アルミニウム材料の表面に陽極酸化皮膜が形成されたものであり、該陽極酸化皮膜は、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下でポアを有し、該ポアは、テーパー形状部とその下部にある細孔形状部とからなり、該テーパー形状部は、陽極酸化皮膜の表面では広く開口しており、深部に入るに従って徐々に細くなっていくテーパー形状となっており、該細孔形状部は、実質的に等しい径の細孔形状となっており、該テーパー形状部を有するテーパー形状層の下側に連続して細孔形状部を有する細孔形状層を有することを特徴とするナノ構造体作製用型体を提供するものである。   That is, the present invention is a mold for producing a nanostructure using nanostructures, in which an anodized film is formed on the surface of an aluminum material. The pore has an average period of 50 nm to 400 nm with respect to the direction, and the pore is composed of a tapered portion and a pore-shaped portion below the tapered portion, and the tapered portion is wide open on the surface of the anodized film. And has a tapered shape that gradually becomes thinner as it enters the deep portion, and the pore-shaped portion has a pore shape with substantially the same diameter, and has a tapered shape having the tapered-shaped portion. The present invention provides a mold for producing a nanostructure characterized by having a pore-shaped layer having a pore-shaped portion continuously below the layer.

また、本発明は、ナノ構造を利用したナノ構造体を作製するための型体の製造方法であって、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下でポアを有するように、アルミニウム材料の表面に、陽極酸化皮膜の形成と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返し行ってテーパー形状部を有するテーパー形状層を形成し、更に、陽極酸化を行って、該テーパー形状層の下部に、層厚が該テーパー形状層の層厚以上になるように細孔形状部を有する細孔形状層を形成させることを特徴とするナノ構造体作製用型体の製造方法を提供するものである。   The present invention also relates to a method of manufacturing a mold for producing a nanostructure using a nanostructure, wherein the aluminum material has pores with an average period of 50 nm or more and 400 nm or less in at least one direction. Two steps of forming an anodized film and etching the anodized film are repeated on the surface of the substrate to form a tapered layer having a tapered portion, and further, anodization is performed to form a lower portion of the tapered layer. And providing a method for producing a mold for producing a nanostructure, wherein a pore-shaped layer having a pore-shaped portion is formed so that the layer thickness is equal to or greater than the thickness of the tapered layer. is there.

また、本発明は、上記のナノ構造体作製用型体の製造方法を使用して製造されたものであることを特徴とするナノ構造体作製用型体を提供するものである。   The present invention also provides a mold for producing a nanostructure, characterized in that the mold is produced using the method for producing a mold for producing a nanostructure.

また、本発明は、上記のナノ構造体作製用型体に、ナノ構造体形成材料を埋め込んだ後に、該ナノ構造体形成材料又は該ナノ構造体形成材料が硬化した材料を、該ナノ構造体作製用型体から剥離してなることを特徴とするナノ構造体を提供するものである。   The present invention also provides a nanostructure-forming material or a material obtained by curing the nanostructure-forming material after the nanostructure-forming material is embedded in the nanostructure-producing mold. The present invention provides a nanostructure characterized by being peeled from a production mold.

本発明によれば、強度、耐久性等が向上したナノ構造体作製用型体を提供することができる。具体的には、光の反射を防止したナノ構造体を作製するためのナノ構造体作製用型体であって、連続的又は断続的に繰り返しナノ構造体を作製しても、該型体に大きい又は細かい傷が付き難い、型体が摩滅し難い、ナノ構造が破壊されない等、該型体の機械的な強度、耐久性等が向上したナノ構造体作製用型体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a mold for producing a nanostructure with improved strength, durability, and the like. Specifically, it is a mold for producing a nanostructure for producing a nanostructure that prevents reflection of light, and even if the nanostructure is produced continuously or intermittently, It is possible to provide a mold body for producing a nanostructure in which the mechanical strength, durability, etc. of the mold body are improved such that a large or fine scratch is hardly attached, the mold body is not easily worn away, and the nanostructure is not destroyed. .

その結果、かかる型体を用いて作製したナノ構造体は、繰り返し転写工程を経た型体から得たものであっても、反射率の上昇やヘイズの上昇が極めて少なく、また、型体の傷が原因で起こるナノ構造体の欠陥の発生が極めて少ない。従って、1つの型体から多くのナノ構造体が得られるので、常に安定した一定の性質を有するナノ構造体を複製するナノ構造体作製用型体を提供することができる。   As a result, even if nanostructures produced using such molds are obtained from molds that have undergone repeated transfer processes, there is very little increase in reflectance and haze, and damage to molds The occurrence of defects in the nanostructure due to the above is extremely small. Accordingly, since many nanostructures can be obtained from one mold, it is possible to provide a mold for producing a nanostructure that always replicates a nanostructure having a stable and constant property.

また、本発明のナノ構造体作製用型体は、ナノ構造体形成材料の埋め込みと剥離(転写)を繰り返す印刷機の始動時や終了時のストール運転等により、例えばナノ構造体形成材料が塗布されたフィルムと型体との間で「スレ」が発生し、型体表面(特にテーパー形状部)への傷が付いてしまうことを抑制できる。   In addition, the nanostructure-forming mold of the present invention is applied by, for example, a nanostructure-forming material at the start or end of a printing machine that repeats embedding and peeling (transfer) of the nanostructure-forming material. It is possible to suppress the occurrence of “slipping” between the formed film and the mold body, and damage to the mold surface (particularly, the tapered shape portion).

また、ナノ構造体形成材料へのゴミ、異物等の混入や、上記フィルム基材や型体へのゴミ、異物の付着により、型体表面を傷つけてしまうおそれがある場合にも、本発明のナノ構造体作製用型体は、強い硬度で傷を防止することができる。特に、連続的にナノ構造体形成材料の埋め込みと剥離(転写)を繰り返す連続印刷機を用いる場合等は、印刷速度を上げてもナノ構造体形成材料の埋め込みが完了するようにニップ圧を高く設定する必要性があり、そのため、小さいゴミ、異物等が混入すると、型体表面を傷つけてしまい易くなるが、特にその場合に、本発明のナノ構造体作製用型体は、表面硬度が高く、強度が強いため、かかる傷がつくのを防止することができる。   In addition, in the case where there is a risk that the surface of the mold body may be damaged due to the contamination of the nanostructure forming material with dust, foreign matter, etc., or the adhesion of foreign matter or foreign matter to the film substrate or mold body. The mold for producing a nanostructure can prevent scratches with a strong hardness. In particular, when using a continuous printing machine that repeatedly embeds and peels off (transfers) the nanostructure forming material, the nip pressure is increased so that the nanostructure forming material is completely embedded even if the printing speed is increased. Therefore, if small dust, foreign matter, etc. are mixed, the surface of the mold body is likely to be damaged. Particularly in that case, the mold for producing a nanostructure of the present invention has a high surface hardness. Since the strength is strong, it is possible to prevent such scratches.

本発明のナノ構造体作製用型体における陽極酸化皮膜の一例を示す縦断面の模式図である。It is a schematic diagram of the longitudinal cross-section which shows an example of the anodic oxide film in the mold for nanostructure production of this invention. 従来のナノ構造体作製用型体における陽極酸化皮膜の一例を示す縦断面の模式図である。It is a schematic diagram of the longitudinal cross-section which shows an example of the anodic oxide film in the conventional mold body for nanostructure production. 本発明のナノ構造体作製用型体における陽極酸化皮膜全体の縦断面の1万倍のSEM写真である(実施例4)。(Example 4) which is a 10,000 times SEM photograph of the longitudinal cross-section of the whole anodized film in the nanostructure preparation mold of the present invention. 本発明のナノ構造体作製用型体における陽極酸化皮膜のテーパー形状部を示す、主にテーパー形状層(その下に細孔形状層の最上部も示されている)の縦断面の10万倍のSEM写真である(実施例4)。100,000 times the longitudinal section of the taper-shaped layer (the uppermost part of the pore-shaped layer is also shown below) which mainly shows the taper-shaped part of the anodized film in the mold for producing a nanostructure of the present invention (Example 4). 従来の細孔形状層を有しないナノ構造体作製用型体における陽極酸化皮膜の縦断面の10万倍のSEM写真である(比較例1)。It is a SEM photograph of 100,000 times the longitudinal section of the anodic oxide film in the mold for producing a nanostructure having no conventional pore-shaped layer (Comparative Example 1). 本発明のナノ構造体作製用型体を用いて作製されたナノ構造体の表面の縦断面の10万倍のSEM写真である(実施例4)。(Example 4) which is a 100,000 times as many SEM photograph of the longitudinal cross section of the surface of the nanostructure produced using the mold for nanostructure production of the present invention. 従来のナノ構造体作製用型体を用いて作製されたナノ構造体の表面の縦断面の10万倍のSEM写真である(比較例1)。It is a SEM photograph of 100,000 times the longitudinal cross section of the surface of the nanostructure produced using the conventional mold for producing a nanostructure (Comparative Example 1). 本発明のナノ構造体作製用型体を用いたナノ構造体の製造方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method of the nanostructure using the mold for nanostructure preparation of this invention. 本発明のナノ構造体作製用型体を用い連続的にナノ構造体を製造する製造方法の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the manufacturing method which manufactures a nanostructure continuously using the mold for nanostructure preparation of this invention.

[ナノ構造を利用したナノ構造体]
本発明のナノ構造体作製用型体(以下、単に「型体」と略記することがある)は、ナノ構造を利用した反射防止体等のナノ構造体を作製するためのものである。本発明のナノ構造体は、表面に光の反射防止機能を有する反射防止体、光の透過率が向上した高透過率体等を包含する。「ナノ構造を利用したナノ構造体」とは、例えば、表面にモスアイ(蛾の眼)構造と呼ばれる構造を有しており、一般には空気等の気体に接する最表面からナノ構造体の内部に入っていくにしたがって、徐々にナノ構造体の部分が多くなり、そのため屈折率がナノ構造体の内部に入っていくにしたがって、徐々に大きくすることで反射を防止するものである。一般に、屈折率が急激に(不連続に)変化する表面があると、正反射率が大きくなる。また、本発明における「ナノ構造を利用したナノ構造体」の表面の形態としては、前記特許文献の何れかの文献に記載のものも挙げられる。
[Nanostructures using nanostructures]
The mold for producing a nanostructure of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “mold”) is for producing a nanostructure such as an antireflection body utilizing the nanostructure. The nanostructure of the present invention includes an antireflection body having an antireflection function for light on the surface, a high transmittance body having improved light transmittance, and the like. “Nanostructures using nanostructures” have, for example, a structure called a moth-eye structure on the surface, and generally from the outermost surface in contact with a gas such as air to the inside of the nanostructure. As the film enters, the portion of the nanostructure gradually increases. Therefore, the reflection is prevented by gradually increasing the refractive index as it enters the nanostructure. In general, if there is a surface whose refractive index changes abruptly (discontinuously), the regular reflectance increases. In addition, examples of the form of the surface of the “nanostructure using nanostructures” in the present invention include those described in any of the above-mentioned patent documents.

「ナノ構造を利用したナノ構造体」の好ましい形態は、その表面に平均高さ100nm以上1000nm以下の凸部又は平均深さ100nm以上1000nm以下の凹部を有し、その凸部又は凹部が、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下で存在しているものである。平均高さ又は平均深さが、小さすぎると、良好な光学特性が発現されない場合があり、大きすぎると、製造が困難になる等の場合がある。凸部と凹部が連結して波打った構造を有している場合では、最高部(凸部の上)と最深部(凹部の下)の平均長さは、100nm以上1000nm以下であることが同様の理由から特に好ましい。   A preferred form of the “nanostructure using nanostructure” has a convex portion having an average height of 100 nm or more and 1000 nm or less or a concave portion having an average depth of 100 nm or more and 1000 nm or less on the surface, and the convex portion or the concave portion is at least It exists with an average period of 50 nm or more and 400 nm or less with respect to a certain direction. If the average height or the average depth is too small, good optical properties may not be exhibited, and if it is too large, production may be difficult. In the case where the convex part and the concave part are connected and have a wavy structure, the average length of the highest part (above the convex part) and the deepest part (below the concave part) may be 100 nm or more and 1000 nm or less. Particularly preferred for the same reason.

「ナノ構造を利用したナノ構造体」は、その表面に、上記凸部又は凹部が、少なくともある一の方向の平均周期が、50nm以上400nm以下となるように配置されていることが好ましい。凸部又は凹部は、ランダムに配置されていてもよいし、規則性を持って配置されていてもよい。また、何れの場合でも、上記凸部又は凹部は、ナノ構造体の表面全体に実質的に均一に配置されていることが反射防止性や透過改良性の点で好ましい。また、少なくとも、ある一の方向について、平均周期が、50nm以上400nm以下となるように配置されていればよく、全ての方向に、その平均周期が50nm以上400nm以下となっている必要はない。   In the “nanostructure using nanostructure”, it is preferable that the convex portion or the concave portion is arranged on the surface so that an average period in at least one direction is 50 nm or more and 400 nm or less. The convex part or the concave part may be arranged at random or may be arranged with regularity. In any case, it is preferable in terms of antireflection properties and transmission improvement properties that the convex portions or the concave portions are arranged substantially uniformly over the entire surface of the nanostructure. Further, it is only necessary that the average period be at least 50 nm to 400 nm in one direction, and the average period does not have to be 50 nm to 400 nm in all directions.

ナノ構造体作製用型体は、上記のようなナノ構造体を作製するためのものであるので、本発明のナノ構造体作製用型体の方も、表面に上記形態を有していることが好ましい。   Since the mold for producing a nanostructure is for producing the nanostructure as described above, the mold for producing a nanostructure of the present invention also has the above form on the surface. Is preferred.

[ナノ構造体作製用型体]
本発明のナノ構造体作製用型体は、アルミニウム材料の表面に陽極酸化皮膜が形成されたものであり、該陽極酸化皮膜は、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下でポアを有し、該ポアは、テーパー形状部と細孔形状部とからなる。
[Nanostructure fabrication mold]
The mold for producing a nanostructure of the present invention has an anodized film formed on the surface of an aluminum material, and the anodized film has pores with an average period of 50 nm to 400 nm in at least one direction. The pore has a tapered portion and a pore-shaped portion.

<1.アルミニウム材料>
本発明におけるアルミニウム材料とは、主成分がアルミニウムである材料であればよく、純アルミニウム(1000系)、アルミニウム合金の何れでもよい。本発明における純アルミニウムとは、純度99.00%以上のアルミニウムであり、好ましくは純度99.50%以上、より好ましくは純度99.85%以上である。アルミニウム合金は特に限定はないが、例えば、Al−Mn系合金(3000系)、Al−Mg系合金(5000系)、Al−Mg−Si系合金(6000系)等が挙げられる。これらの中でも、純アルミニウム(1000系);Mgの添加量が比較的少ないために加工性、耐食性に優れている点、良好なナノ構造体作製用型体が得られる点で、アルミニウム合金5005;アルミニウム合金5005の改良合金(例えば、日本軽金属製58D5)等が好ましい。
<1. Aluminum material>
The aluminum material in the present invention may be a material whose main component is aluminum, and may be pure aluminum (1000 series) or an aluminum alloy. The pure aluminum in the present invention is aluminum having a purity of 99.00% or more, preferably a purity of 99.50% or more, and more preferably a purity of 99.85% or more. The aluminum alloy is not particularly limited, and examples thereof include an Al—Mn alloy (3000 series), an Al—Mg alloy (5000 series), and an Al—Mg—Si alloy (6000 series). Among these, pure aluminum (1000 series); aluminum alloy 5005; in terms of excellent workability and corrosion resistance due to the relatively small amount of Mg added, and a good mold for producing a nanostructure can be obtained. An improved alloy of aluminum alloy 5005 (for example, 58D5 made by Nippon Light Metal) or the like is preferable.

また、本発明におけるアルミニウム材料は、基材の表面にアルミニウムを蒸着したものも好ましく使用することができる。基材としては、ステンレス鋼、銅、チタン、アルミニウム等の金属類;ガラス;セラミックス;プラスチック等を好ましく用いることができる。アルミニウムの蒸着は常法を用いることができ、蒸着膜厚は1〜30μmが好ましい。   In addition, as the aluminum material in the present invention, a material obtained by evaporating aluminum on the surface of a base material can be preferably used. As a base material, metals, such as stainless steel, copper, titanium, and aluminum; Glass; Ceramics; Plastic etc. can be used preferably. A conventional method can be used for vapor deposition of aluminum, and the vapor deposition film thickness is preferably 1 to 30 μm.

本発明におけるアルミニウム材料は特に限定はなく、コスト低減や加工簡略化のために工業的に圧延されたままのアルミニウム板、押出管、引き抜き管等を用いてもよいし、圧延のむら、表面のキズ、腐食、汚れ等を取るため、表面を通常の研摩をしてから用いてもよく、また、ナノ構造体のヘイズ等の光の透過性能を向上させるために、よりレベルの高い研摩を行ってもよい。レベルの高い研摩を行った際のRaは、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.03μm以下、特に好ましくは0.02μm以下である。また、Ryは、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.5μm以下、特に好ましくは0.35μm以下である。ここで、Ra及びRyは、JIS B0601(1994)により求めた値であり、Raは「算術平均粗さ」であり、Ryは「最大高さ」である。   The aluminum material in the present invention is not particularly limited, and an aluminum plate, an extruded tube, a drawn tube, or the like that has been industrially rolled may be used for cost reduction or processing simplification, rolling unevenness, or surface scratches. In order to remove corrosion, dirt, etc., the surface may be used after normal polishing, and in order to improve the light transmission performance such as haze of the nanostructure, higher level polishing is performed. Also good. Ra when performing high level polishing is preferably 0.1 μm or less, more preferably 0.03 μm or less, and particularly preferably 0.02 μm or less. Ry is preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less, and particularly preferably 0.35 μm or less. Here, Ra and Ry are values obtained according to JIS B0601 (1994), Ra is “arithmetic mean roughness”, and Ry is “maximum height”.

<2.陽極酸化皮膜>
本発明における陽極酸化皮膜2とは、酸溶液中で、アルミニウム材料8を陽極として電流を流し、水が電気分解して発生する酸素とアルミニウムとを反応させ形成させる、表面にポア3を有する酸化アルミニウムの皮膜である。陽極酸化皮膜2の全体の厚さは特に限定されないが、ナノ構造体作製用型体の耐久性等の点から、下限は600nm以上が好ましく、1000nm以上がより好ましく、2000nm以上が特に好ましく、4000nm以上が更に好ましい。一方、上限は50000nm以下が好ましく、20000nm以下がより好ましく、10000nm以下が特に好ましく、8000nm以下が更に好ましい。
<2. Anodized film>
The anodic oxide film 2 in the present invention is an oxide having a pore 3 on the surface that is formed by reacting oxygen and aluminum generated by electrolysis of water by passing an electric current in an acid solution using the aluminum material 8 as an anode. It is an aluminum film. Although the total thickness of the anodic oxide film 2 is not particularly limited, the lower limit is preferably 600 nm or more, more preferably 1000 nm or more, particularly preferably 2000 nm or more, and particularly preferably 4000 nm from the viewpoint of durability of the mold for producing a nanostructure. The above is more preferable. On the other hand, the upper limit is preferably 50000 nm or less, more preferably 20000 nm or less, particularly preferably 10,000 nm or less, and still more preferably 8000 nm or less.

<3.ポア>
本発明における陽極酸化皮膜2は、図1に示したように、その表面にポア3を有している。該ポア3は、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下で存在し、図1に示したように、該ポア3は、テーパー形状部4と細孔形状部5とからなるカクテルグラスのような形状をしている。一方、従来のナノ構造体作製用型体の陽極酸化皮膜2は、図2に示したように、ポア3は、テーパー形状部4のみからなっている。
<3. Pore>
As shown in FIG. 1, the anodized film 2 in the present invention has pores 3 on the surface thereof. The pore 3 exists at an average period of 50 nm or more and 400 nm or less in at least one direction. As shown in FIG. 1, the pore 3 is a cocktail glass comprising a tapered shape portion 4 and a pore shape portion 5. It has a shape like On the other hand, as shown in FIG. 2, the conventional anodic oxide coating 2 of the mold for producing a nanostructure has the pore 3 composed only of the tapered portion 4.

上記ポア3の平均周期は、少なくとも、ある一の方向に対し50nm以上であるが、100nm以上が好ましい。また、400nm以下であるが、250nm以下が好ましい。また、少なくとも、ある一の方向について、平均周期が、50nm以上400nm以下となるように配置されていればよく、全ての方向に、その平均周期が50nm以上400nm以下となっている必要はない。平均周期は短すぎても長すぎても、作製するナノ構造体に反射防止効果が充分に得られない場合がある。   The average period of the pore 3 is at least 50 nm or more in a certain direction, but is preferably 100 nm or more. Moreover, although it is 400 nm or less, 250 nm or less is preferable. Further, it is only necessary that the average period be at least 50 nm to 400 nm in one direction, and the average period does not have to be 50 nm to 400 nm in all directions. If the average period is too short or too long, the nanostructure to be produced may not have a sufficient antireflection effect.

<3−1.テーパー形状部>
本発明におけるテーパー形状部4は、図1に示したように、上記カクテルグラス形状上部のボウル部分に該当し、その形状は、陽極酸化皮膜2の表面では広く開口しており、深部に入るに従って徐々に細くなっていくテーパー形状となっている。ナノ構造体を作製する際には、該テーパー形状部4の内部にはナノ構造体形成材料11が埋め込まれ、ナノ構造体が作製されるための鋳型となる。なお、陽極酸化皮膜2において、このテーパー形状部4を有する層を「テーパー形状層」という。
<3-1. Tapered shape>
As shown in FIG. 1, the tapered portion 4 in the present invention corresponds to the bowl portion at the upper portion of the cocktail glass shape, and the shape is wide open on the surface of the anodized film 2, and as it enters the deep portion. It has a tapered shape that gradually gets thinner. When the nanostructure is manufactured, the nanostructure forming material 11 is embedded in the tapered portion 4 to serve as a template for manufacturing the nanostructure. In the anodized film 2, the layer having the tapered portion 4 is referred to as a “tapered layer”.

該テーパー形状層6の層厚は特に限定されないが、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましく、250nm以上であることが特に好ましい。また、1000nm以下であることが好ましく、600nm以下であることがより好ましく、400nm以下であることが特に好ましい。テーパー形状層6の層厚が薄すぎると、それを鋳型に形成されるナノ構造体の反射率低減の効果が得られない場合があり、一方、厚すぎると、テーパー形状部4の形状が作り難かったり、陽極酸化やエッチングの工程時間が長くなりすぎ、無駄になったりする以外に、型体1としての耐久性が劣ったり、それを鋳型に形成されるナノ構造体の機械的特性が劣ったりする場合がある。   The layer thickness of the tapered layer 6 is not particularly limited, but is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, and particularly preferably 250 nm or more. Moreover, it is preferable that it is 1000 nm or less, It is more preferable that it is 600 nm or less, It is especially preferable that it is 400 nm or less. If the thickness of the taper-shaped layer 6 is too thin, the effect of reducing the reflectivity of the nanostructure formed using the tape-shaped layer 6 as a template may not be obtained. In addition to being difficult, the process time of anodic oxidation and etching becomes too long and wasted, the durability as the mold 1 is inferior, and the mechanical properties of the nanostructure formed by using it as a mold are inferior Sometimes.

<3−2.細孔形状部>
本発明における細孔形状部5とは、図1に示したように、上記カクテルグラス形状下部のステム(脚)部分に該当し、その形状は、実質的に等しい径の細孔形状となっており、細孔の直径については特に限定はされない。ナノ構造体を作製する際には、該細孔形状部5の内部にナノ構造体形成材料11は実質的には埋め込まれず、ナノ構造体が作製されるための鋳型としての機能を有しないが、該細孔形状部5は型体1のビッカース硬度を上げ、耐久性を向上させる効果を奏する。一方、従来のナノ構造体作製用型体には、図2に示したように、細孔形状部5がない。
<3-2. Pore shape part>
As shown in FIG. 1, the pore shape portion 5 in the present invention corresponds to the stem (leg) portion at the lower portion of the cocktail glass shape, and the shape is a pore shape having substantially the same diameter. The diameter of the pores is not particularly limited. When producing the nanostructure, the nanostructure-forming material 11 is not substantially embedded in the pore-shaped part 5 and does not function as a template for producing the nanostructure. The pore-shaped portion 5 has the effect of increasing the Vickers hardness of the mold body 1 and improving the durability. On the other hand, the conventional mold for producing a nanostructure does not have the pore-shaped portion 5 as shown in FIG.

陽極酸化皮膜2は、浴から出して乾燥させると細孔全体が細くなり、また細孔が埋まる可能性もある。そうするとカクテルグラスのステム(脚)部分に該当する細孔が、部分的に又は全体的に、実質的になくなってしまう(又は詰まってしまう)可能性もある。しかし、このような場合であっても、本発明においては「細孔形状部」という。従って、細孔形状部5には、上から下まで通じた文字通りの細孔はなくてもよい。また、本発明において、細孔形状部5は、封孔されていてもよい。封孔としては特に限定されないが自然封孔等が挙げられる。また、細孔は枝分かれしていても、途中で合体していてもよい。   When the anodic oxide film 2 is removed from the bath and dried, the whole pores become thin and the pores may be filled. Then, the pores corresponding to the stem (leg) portion of the cocktail glass may be partially or wholly lost (or clogged). However, even in such a case, in the present invention, it is referred to as a “pore shape portion”. Therefore, the pore-shaped portion 5 does not have to have literal pores extending from the top to the bottom. In the present invention, the pore shape portion 5 may be sealed. Although it does not specifically limit as a sealing hole, Natural sealing etc. are mentioned. Further, the pores may be branched or coalesced in the middle.

陽極酸化皮膜2において、上記テーパー形状層6の下部に存在し、この細孔形状部5を有する層を「細孔形状層」という。該細孔形状層7の厚さは特に限定されないが、型体1の機械的強度を上昇させるに十分な厚さであることが望ましい。具体的には、600nm以上であることが好ましく、1000nm以上であることがより好ましく、2000nm以上であることが特に好ましく、4000nm以上であることが更に好ましい。一方、上限は50000nm以下であることが好ましく、20000nm以下であることがより好ましく、10000nm以下であることが特に好ましく、8000nm以下であることが更に好ましい。細孔形状層7の層厚が薄すぎると、型体1の耐久性に劣る場合があり、一方、厚すぎると、クレーター状の欠陥が多く発生したり、表面が荒れてきて、該型体で作製したナノ構造体のヘイズが大きくなったりする場合がある。また、厚すぎると陽極酸化時間が長くなり、型体のコストが高くなる場合がある。   In the anodized film 2, a layer that exists under the tapered layer 6 and has the pore-shaped portion 5 is referred to as a “pore-shaped layer”. The thickness of the pore-shaped layer 7 is not particularly limited, but it is desirable that the thickness be sufficient to increase the mechanical strength of the mold 1. Specifically, it is preferably 600 nm or more, more preferably 1000 nm or more, particularly preferably 2000 nm or more, and further preferably 4000 nm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 50000 nm or less, more preferably 20000 nm or less, particularly preferably 10,000 nm or less, and still more preferably 8000 nm or less. If the layer thickness of the pore-shaped layer 7 is too thin, the durability of the mold body 1 may be inferior. On the other hand, if it is too thick, many crater-like defects occur or the surface becomes rough. In some cases, the haze of the nanostructure produced in (1) may increase. On the other hand, if it is too thick, the anodic oxidation time becomes long, and the cost of the mold may increase.

テーパー形状層6の層厚に対する細孔形状層7の層厚は、特に限定はないが、得られるナノ構造体の反射防止効果、型体1の耐久性、型体1の製造の容易さ等の点から、1倍以上(すなわち、テーパー形状層6の層厚以上の層厚で細孔形状層7が形成されている状態)が好ましく、2倍以上がより好ましく、4倍以上が特に好ましく、10倍以上が更に好ましい。一方、上限は特に限定はないが、100倍以下が好ましく、50倍以下がより好ましく、40倍以下が特に好ましい。テーパー形状層6の層厚と組み合わすと、テーパー形状層6の層厚が1000nm以下であり、細孔形状層7の層厚が該テーパー形状層6の層厚以上であることが好ましい。   The layer thickness of the pore-shaped layer 7 with respect to the layer thickness of the taper-shaped layer 6 is not particularly limited, but the antireflection effect of the resulting nanostructure, the durability of the mold 1, the ease of manufacturing the mold 1, etc. From this point, it is preferably 1 or more times (that is, a state in which the pore-shaped layer 7 is formed with a layer thickness of the taper-shaped layer 6 or more), more preferably 2 or more, and particularly preferably 4 or more. 10 times or more is more preferable. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 100 times or less, more preferably 50 times or less, and particularly preferably 40 times or less. When combined with the layer thickness of the taper-shaped layer 6, the layer thickness of the taper-shaped layer 6 is preferably 1000 nm or less, and the layer thickness of the pore-shaped layer 7 is preferably equal to or greater than the layer thickness of the taper-shaped layer 6.

<3−3.ナノ構造体作製用型体の物性>
ナノ構造体作製用型体のビッカース硬度は、40以上が好ましく、60以上がより好ましく、200以上が特に好ましく、300以上が更に好ましく、600以上が最も好ましい。上記した形態を有していれば、及び/又は、後記する製造方法を用いれば、かかるビッカース硬度の値が達成できる。
<3-3. Physical properties of molds for producing nanostructures>
The Vickers hardness of the mold for producing a nanostructure is preferably 40 or more, more preferably 60 or more, particularly preferably 200 or more, further preferably 300 or more, and most preferably 600 or more. If it has an above-described form and / or if the manufacturing method mentioned later is used, the value of this Vickers hardness can be achieved.

[ナノ構造体作製用型体の作製]
本発明のナノ構造体作製用型体1は、前記アルミニウム材料8の表面に、陽極酸化皮膜の形成(陽極酸化(a1))と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返し行って、テーパー形状部を有する陽極酸価皮膜を形成し、更に、陽極酸化を行って、該テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の下部に、細孔形状部を有する陽極酸化皮膜の形成(陽極酸化(a2))を行う。該テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の膜厚以上の膜厚で、細孔形状部を有する陽極酸化皮膜を形成させることが好ましい。「該陽極酸化皮膜の形成と該陽極酸化皮膜のエッチングを繰り返した後に形成されるテーパー形状部を有する陽極酸化皮膜層は上記テーパー形状層6に対応し、該細孔形状部を有する陽極酸化皮膜は上記細孔形状層7に対応する。
[Preparation of mold for nanostructure preparation]
The mold 1 for producing a nanostructure of the present invention is formed by repeating two steps of forming an anodic oxide film (anodic oxidation (a1)) and etching the anodic oxide film on the surface of the aluminum material 8 to be tapered. An anodic acid value film having a shape portion is formed and further anodized to form an anodized film having a pore shape portion under the anodized film having a tapered shape portion (anodization (a2)). )I do. It is preferable to form the anodic oxide film having the pore-shaped part with a film thickness equal to or greater than the film thickness of the anodic oxide film having the tapered part. “Anodized film layer having a tapered portion formed after repeating the formation of the anodized film and etching of the anodized film corresponds to the tapered layer 6 and has the pore-shaped portion. Corresponds to the pore-shaped layer 7 described above.

本発明の他の態様は、ナノ構造を利用したナノ構造体を作製するための型体の製造方法であって、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下でポアを有するように、アルミニウム材料の表面に、陽極酸化皮膜の形成(陽極酸化(a1))と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返し行ってテーパー形状部を有するテーパー形状層を形成し、更に、陽極酸化(陽極酸化(a2))を行って、該テーパー形状層の下部に、層厚が該テーパー形状層の層厚以上になるように細孔形状部を有する細孔形状層を形成させることを特徴とするナノ構造体作製用型体の製造方法である。前記したナノ構造体作製用型体は、上記した製造方法で製造されたものであることが好ましい。   Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a mold for producing a nanostructure using nanostructures, and has pores with an average period of 50 nm or more and 400 nm or less in at least one direction. On the surface of the aluminum material, a taper-shaped layer having a taper-shaped portion is formed by repeating two steps of forming an anodized film (anodizing (a1)) and etching the anodized film. Anodization (a2)) is performed, and a pore-shaped layer having a pore-shaped portion is formed below the tapered layer so that the layer thickness is equal to or greater than the thickness of the tapered layer. This is a method for producing a mold for producing a nanostructure. The above-described mold for producing a nanostructure is preferably manufactured by the above-described manufacturing method.

本発明のナノ構造体作製用型体の製造方法は、上記工程を少なくとも有していればよく、形態的に前記したようなナノ構造体作製用型体が実質的に製造できれば、途中若しくは後にエッチングや陽極酸化を行ってもよく、そのような製造方法も本発明に含まれる。例えば、テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜を形成後、細孔形状部を有する陽極酸化皮膜の形成途中又は形成後に、エッチングや陽極酸化を行ったとしても、それが形態的に実質的影響を及ぼさなければ、本発明の製造法に含まれる。また、実質的に形態が前記したようなテーパー形状部を有している陽極酸化皮膜層であれば「テーパー形状層」と定義し、実質的に、前記したような細孔形状を有している層であれば、途中若しくは後にエッチングや陽極酸化を行ったとしても、得られた層は「細孔形状層」と定義する。言い換えれば、結果として、実質的にポアの直径がほぼ等しければ、エッチングや陽極酸化を行ったとしても、その部分は「細孔形状層」と定義する。   The method for producing a mold for producing a nanostructure of the present invention only needs to have at least the above-described steps. If the mold for producing a nanostructure as described above can be substantially produced in the form, it is in the middle or later. Etching or anodization may be performed, and such a manufacturing method is also included in the present invention. For example, even if etching or anodization is performed during or after the formation of the anodic oxide film having the pore-shaped part after the formation of the anodic oxide film having the taper-shaped part, the morphological effect is substantially affected. Otherwise, it is included in the production method of the present invention. In addition, if the form is an anodized film layer having a tapered portion as described above, it is defined as a “tapered layer” and has a pore shape substantially as described above. As long as the layer is a layer, the obtained layer is defined as a “pore-shaped layer” even if etching or anodic oxidation is performed during or after. In other words, as a result, if the pore diameter is substantially equal, even if etching or anodization is performed, the portion is defined as a “pore-shaped layer”.

前記アルミニウム材料8の表面は、陽極酸化皮膜2の形成を行う前に研摩されていてもよい。前記アルミニウム材料8の表面を研摩する方法としては、機械研摩、化学研摩、電解研摩の何れか1つでもよく、又はこれらを任意に組み合わせてもよい。例えば、電解研摩単独、機械研摩単独、電解研摩と化学研摩の組合せ、機械研摩と化学研摩の組合せ、電解研摩と機械研摩の組合せ、電解研摩と機械研摩と化学研摩の組合せが好ましく、その中でも、電解研摩単独又は電解研摩を含んだ組合せがより好ましい。更にその中でも、処理の容易な点で、機械研摩をした後に電解研摩する方法が特に好ましい。アルミニウム材料8の表面を研摩することによって、アルミニウム材料8の表面が均一になり、それを加工して得られた型体1は、ヘイズが小さく、光の透過性能が著しく向上したナノ構造体を作製できる。   The surface of the aluminum material 8 may be polished before the anodic oxide film 2 is formed. As a method for polishing the surface of the aluminum material 8, any one of mechanical polishing, chemical polishing, and electrolytic polishing may be used, or any combination thereof may be used. For example, electrolytic polishing alone, mechanical polishing alone, a combination of electrolytic polishing and chemical polishing, a combination of mechanical polishing and chemical polishing, a combination of electrolytic polishing and mechanical polishing, a combination of electrolytic polishing, mechanical polishing, and chemical polishing are preferred. Electrolytic polishing alone or a combination including electrolytic polishing is more preferable. Among them, the method of carrying out electropolishing after mechanical polishing is particularly preferable in terms of easy processing. By polishing the surface of the aluminum material 8, the surface of the aluminum material 8 becomes uniform, and the mold body 1 obtained by processing the surface of the aluminum material 8 is a nanostructure having a small haze and significantly improved light transmission performance. Can be made.

<1.テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の形成>
<1−1.陽極酸化(a1)>
本発明における陽極酸化(a1)の電解液としては、酸溶液であれば特に制限はなく、例えば、硫酸系、シュウ酸系、リン酸系又はクロム酸系等の何れでもよいが、所望のテーパー形状部4の寸法や形状が得られる点でシュウ酸系の電解液が好ましい。
<1. Formation of anodized film having tapered portion>
<1-1. Anodization (a1)>
The electrolytic solution of the anodic oxidation (a1) in the present invention is not particularly limited as long as it is an acid solution. For example, any of sulfuric acid-based, oxalic acid-based, phosphoric acid-based, chromic acid-based, etc. may be used. An oxalic acid-based electrolyte is preferable in that the size and shape of the shape portion 4 can be obtained.

陽極酸化(a1)の条件は、前記の形状の型体1ができるものであれば特に限定はないが、電解液としてシュウ酸を用いる場合の条件は以下の通りである。すなわち、濃度は0.01〜0.5Mが好ましく、0.02〜0.3Mがより好ましく、0.03〜0.1Mが特に好ましい。印加電圧は20〜120Vが好ましく、40〜110Vがより好ましく、60〜105Vが特に好ましく、80〜100Vが更に好ましい。液温は0〜50℃が好ましく、1〜30℃がより好ましく、2〜10℃が特に好ましい。1回の処理時間は5〜500秒が好ましく、10〜250秒がより好ましく、15〜200秒が特に好ましく、20〜100秒が更に好ましい。かかる範囲の条件で陽極酸化を行えば、下記のエッチング条件と組み合わせて、前記ナノ構造体作製用型体1の陽極酸化皮膜2におけるテーパー形状層6が製造できる。なお、他の酸でも上記とほぼ同じ条件が好ましい。   The conditions for anodizing (a1) are not particularly limited as long as the mold body 1 having the above-described shape can be formed. Conditions for using oxalic acid as the electrolytic solution are as follows. That is, the concentration is preferably 0.01 to 0.5M, more preferably 0.02 to 0.3M, and particularly preferably 0.03 to 0.1M. The applied voltage is preferably 20 to 120V, more preferably 40 to 110V, particularly preferably 60 to 105V, and still more preferably 80 to 100V. The liquid temperature is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 1 to 30 ° C, and particularly preferably 2 to 10 ° C. The treatment time for one time is preferably 5 to 500 seconds, more preferably 10 to 250 seconds, particularly preferably 15 to 200 seconds, and further preferably 20 to 100 seconds. If the anodic oxidation is performed under such conditions, the tapered layer 6 in the anodic oxide film 2 of the nanostructure producing mold 1 can be manufactured in combination with the following etching conditions. Note that the same conditions as described above are preferable for other acids.

電圧が大きすぎる場合には、形成されるテーパー形状部4の平均間隔が大きすぎるようになり、この型体1によって得られたナノ構造体の表面に形成された凸部又は凹部の平均周期が大きくなりすぎる場合がある。一方、電圧が小さすぎる場合には、形成されるテーパー形状部4の平均間隔が小さすぎるようになり、この型体1によって得られたナノ構造体の表面に形成された凸部又は凹部の平均周期が小さくなりすぎる場合がある。本発明のナノ構造体作製用型体1は、その表面に存在するポア3が、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下で存在することが必須であるので、電圧はこの範囲に入るように調整される。   When the voltage is too large, the average interval of the formed tapered portions 4 becomes too large, and the average period of the convex portions or concave portions formed on the surface of the nanostructure obtained by the mold 1 is May be too large. On the other hand, when the voltage is too small, the average interval between the formed tapered portions 4 becomes too small, and the average of the convex portions or concave portions formed on the surface of the nanostructure obtained by the mold 1 The period may become too small. In the nanostructure producing mold 1 of the present invention, it is essential that the pores 3 existing on the surface thereof exist at an average period of 50 nm or more and 400 nm or less with respect to at least one direction. Adjusted to enter.

すなわち、上記テーパー形状部4を有するテーパー形状層6の陽極酸化皮膜を、シュウ酸濃度0.01M以上0.5M以下の浴液を用い、印加電圧20V以上120V以下、かつ液温0℃以上50℃以下で形成する工程を少なくとも含む上記のナノ構造体作製用型体の製造方法が特に好ましい。   That is, the anodized film of the taper-shaped layer 6 having the taper-shaped portion 4 is prepared by using a bath liquid having an oxalic acid concentration of 0.01 M to 0.5 M, an applied voltage of 20 V to 120 V, and a liquid temperature of 0 ° C. to 50 ° C. The above-described method for producing a mold for producing a nanostructure, which includes at least a step of forming at a temperature of ° C or less, is particularly preferable.

<1−2.エッチング>
エッチングは主にポア3のテーパー形状部4の孔径拡大と所望の形状を得るために行われる。上記の陽極酸化(a1)とエッチングとを組み合わせることで、アルミニウム材料8の表面の陽極酸化皮膜2に形成されたテーパー形状部4の、孔径、高さ、深さ、テーパー形状等を調整することができる。
<1-2. Etching>
Etching is mainly performed to increase the hole diameter of the tapered portion 4 of the pore 3 and to obtain a desired shape. Adjusting the hole diameter, height, depth, taper shape, etc. of the tapered portion 4 formed on the anodized film 2 on the surface of the aluminum material 8 by combining the anodization (a1) and etching. Can do.

エッチングの方法は通常知られている方法であれば特に制限なく用いることができる。例えば、エッチング液としては、リン酸、硝酸、酢酸、硫酸、クロム酸等の酸溶液、又はこれらの混合液を用いることができる。好ましくは、リン酸又は硝酸であり、必要な溶解速度が得られる点、より均一な面が得られる点で、特に好ましくはリン酸である。   The etching method can be used without particular limitation as long as it is a generally known method. For example, as the etching solution, an acid solution such as phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, sulfuric acid, chromic acid, or a mixture thereof can be used. Phosphoric acid or nitric acid is preferable, and phosphoric acid is particularly preferable in that a necessary dissolution rate can be obtained and a more uniform surface can be obtained.

エッチング液の濃度や浸漬時間、温度等は、所望の形状が得られるように適宜調節すればよいが、リン酸の場合の条件は以下の通りである。すなわち、エッチング溶液の濃度は、1〜20質量%が好ましく、1.2〜10質量%がより好ましく、1.5〜2.5質量%が特に好ましい。液温は、30〜90℃が好ましく、35〜80℃がより好ましく、40〜60℃が特に好ましい。1回の処理時間(浸漬時間)は10秒〜60分が好ましく、30秒〜40分がより好ましく、45秒〜20分が特に好ましく、1分〜10分が更に好ましい。かかる範囲の条件でエッチングを行えば、上記の陽極酸化(a1)条件との組み合わせで、前記のテーパー形状層6が製造できる。なお、他の酸でも上記とほぼ同じ条件が好ましい。   The concentration, immersion time, temperature, and the like of the etching solution may be appropriately adjusted so that a desired shape is obtained. The conditions for phosphoric acid are as follows. That is, the concentration of the etching solution is preferably 1 to 20% by mass, more preferably 1.2 to 10% by mass, and particularly preferably 1.5 to 2.5% by mass. The liquid temperature is preferably 30 to 90 ° C, more preferably 35 to 80 ° C, and particularly preferably 40 to 60 ° C. One treatment time (immersion time) is preferably 10 seconds to 60 minutes, more preferably 30 seconds to 40 minutes, particularly preferably 45 seconds to 20 minutes, and further preferably 1 minute to 10 minutes. If the etching is performed under such conditions, the tapered layer 6 can be manufactured in combination with the above-described anodic oxidation (a1) conditions. Note that the same conditions as described above are preferable for other acids.

上記陽極酸化(a1)とエッチングは組み合わせて、所望のテーパー形状層6を得ることができる。「組み合わせる」とは、先に陽極酸化(a1)をして、次にエッチングをする工程を交互に繰り返すことをいう。各処理の間には水洗をすることも好ましい。陽極酸化(a1)とエッチングの回数は所望の形状が得られるように適宜調節すればよいが、組み合わせの回数として、5〜20回が好ましく、7〜18回がより好ましく、10〜14回が特に好ましい。   The desired taper-shaped layer 6 can be obtained by combining the anodization (a1) and etching. “Combination” means that the process of anodizing (a1) first and then etching is repeated alternately. It is also preferable to wash with water between each treatment. The number of times of anodization (a1) and etching may be appropriately adjusted so as to obtain a desired shape, but the number of combinations is preferably 5 to 20 times, more preferably 7 to 18 times, and more preferably 10 to 14 times. Particularly preferred.

本発明のナノ構造体作製用型体1において、陽極酸化皮膜2のテーパー形状層6を得る場合、特に好ましい組み合わせは、シュウ酸水溶液で陽極酸化(a1)をし、リン酸水溶液でエッチングをすることである。全体の好ましい条件は上記の各好ましい条件の組み合わせである。   In the case of obtaining the tapered layer 6 of the anodic oxide film 2 in the nanostructure producing mold 1 of the present invention, a particularly preferred combination is anodic oxidation (a1) with an aqueous oxalic acid solution and etching with an aqueous phosphoric acid solution. That is. The overall preferred conditions are a combination of each of the preferred conditions described above.

<2.細孔形状部を有する陽極酸化皮膜陽極酸化皮膜の形成(陽極酸化(a2))>
本発明における細孔形状を有する陽極酸化皮膜は、好ましくは陽極酸化皮膜の形成と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返してテーパー形状部を有する陽極酸化皮膜を形成した後に形成されるもので、前記した細孔形状層7に対応するものである。テーパー形状層を形成後、更に陽極酸化を行なうとテーパー形状のポア3の底部に続いて、陽極酸化によるポア3が形成され、下部に向かって伸びていく。細孔形状層7を形成するための陽極酸化(a2)の電解液や形成条件は、テーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の項で記載した陽極酸化(a1)の電解液(種類、濃度等)や形成条件(液温、印加電圧等)が使用でき、好ましい範囲も同様である。
<2. Formation of anodized film having pore-shaped part (anodized (a2))>
The anodic oxide film having a pore shape in the present invention is preferably formed after forming an anodic oxide film having a taper-shaped portion by repeating two steps of formation of the anodic oxide film and etching of the anodic oxide film. This corresponds to the pore-shaped layer 7 described above. When the anodic oxidation is further performed after the taper-shaped layer is formed, the pores 3 formed by the anodic oxidation are formed following the bottom of the tapered pores 3 and extend downward. The anodizing (a2) electrolytic solution for forming the pore-shaped layer 7 and the formation conditions are the anodizing (a1) electrolytic solution (type, concentration, etc.) described in the section of the anodized film having a tapered portion. And formation conditions (liquid temperature, applied voltage, etc.) can be used, and the preferred ranges are also the same.

すなわち、上記細孔形状部5を有する細孔形状層7の陽極酸化皮膜を、シュウ酸濃度0.01M以上0.5M以下の浴液を用い、印加電圧20V以上120V以下、かつ液温0℃以上50℃以下で形成する工程を少なくとも含む上記ナノ構造体作製用型体の製造方法が特に好ましい。   That is, the anodic oxide film of the pore-shaped layer 7 having the pore-shaped portion 5 is formed using a bath liquid having an oxalic acid concentration of 0.01 M to 0.5 M, an applied voltage of 20 V to 120 V, and a liquid temperature of 0 ° C. The above-described method for producing a nanostructure producing mold including at least the step of forming at 50 ° C. or lower is particularly preferable.

細孔形状部を有する陽極酸化皮膜の形成条件には特に限定はなく、細孔形状部を有する陽極酸化皮膜は、先のテーパー形状部を有する陽極酸化皮膜の形成条件と同様にして形成することができる。電解液は同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。陽極酸化皮膜の形成と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返すことによってテーパー形状層6を得た後に、あらためて細孔形状部を有する陽極酸化皮膜形成用の電解液に入れてもよいが、テーパー形状部を有する陽極酸価皮膜の形成に用いた電解液で細孔形状を有する陽極酸化皮膜を形成することが、電解液槽が少なくて済む点で好ましい。陽極酸化(a1)と陽極酸化(a2)は、電解時間以外の条件は実質的に同一であることが好ましい。   There are no particular limitations on the conditions for forming the anodic oxide film having the pore-shaped portion, and the anodic oxide film having the pore-shaped portion should be formed in the same manner as the conditions for forming the anodic oxide film having the tapered portion. Can do. The electrolytes may be the same or different, but are preferably the same. After the taper-shaped layer 6 is obtained by repeating the two steps of forming the anodic oxide film and etching the anodic oxide film, it may be put again in the electrolytic solution for forming the anodic oxide film having the pore-shaped portion. In addition, it is preferable to form the anodic oxide film having a pore shape with the electrolytic solution used for forming the anodic acid value film having the tapered portion, from the viewpoint that the electrolytic solution tank is small. The anodization (a1) and the anodization (a2) are preferably substantially the same except for the electrolysis time.

細孔形状部を有する陽極酸化皮膜を形成する処理時間(電解時間)は、所望の層厚が得られるよう適宜調整すればよいが、例えば、電解液としてシュウ酸を用いる場合は、5分〜4時間が好ましく、15分〜3時間がより好ましく、30分〜2時間が特に好ましく、45分〜1時間が更に好ましい。細孔形状部を有する陽極酸化皮膜を形成する処理時間(電解時間)は、エッチング時間等を除くトータルの陽極酸化(a1)時間以上であることが、型体1の強度、耐久性等の点から好ましい。なお、他の酸でも上記とほぼ同じ条件が好ましい。   The treatment time (electrolysis time) for forming the anodic oxide film having the pore-shaped portion may be appropriately adjusted so as to obtain a desired layer thickness. For example, when oxalic acid is used as the electrolytic solution, 5 minutes to 4 hours are preferable, 15 minutes to 3 hours are more preferable, 30 minutes to 2 hours are particularly preferable, and 45 minutes to 1 hour is more preferable. The processing time (electrolysis time) for forming the anodic oxide film having the pore-shaped portion is not less than the total anodic oxidation (a1) time excluding the etching time, etc. To preferred. Note that the same conditions as described above are preferable for other acids.

上記細孔形状層7はテーパー形状層6以上の膜厚で形成することが好ましく、特に限定されないが、2〜50倍がより好ましく、4〜30倍が特に好ましく、10〜20倍が更に好ましい。下限以下では細孔形状層7が薄すぎて型体1の耐久性に劣る場合があり、一方、厚すぎると、クレーター状の欠陥が多く発生する、表面が荒れてきて該型体で作成したナノ構造体のヘイズが大きくなる等の場合がある。また、厚くしすぎると陽極酸化時間は長くなり、型体のコストが高くなる場合がある。   The pore-shaped layer 7 is preferably formed with a film thickness equal to or greater than the taper-shaped layer 6 and is not particularly limited, but is preferably 2 to 50 times, more preferably 4 to 30 times, and even more preferably 10 to 20 times. . Below the lower limit, the pore-shaped layer 7 may be too thin and the durability of the mold body 1 may be inferior. On the other hand, if it is too thick, many crater-like defects are generated, and the surface is roughened and the mold body 1 is made. In some cases, the haze of the nanostructure increases. On the other hand, if it is too thick, the anodic oxidation time becomes long, and the cost of the mold may increase.

上記のようにして、図1及び図3に示したように、アルミニウム材料8の上に、細孔形状層7とテーパー形状層6とからなる陽極酸化皮膜2が形成されたナノ構造体作製用型体1が作製される。   As described above, as shown in FIGS. 1 and 3, a nanostructure is produced in which the anodized film 2 composed of the pore-shaped layer 7 and the tapered layer 6 is formed on the aluminum material 8. The mold 1 is produced.

上記型体は表面硬度や耐久性に優れたものであるが、更に、上記型体を鋳型とし、1度若しくは2度転写して、金属等の材料により製造された同一又は反転の形状を有する新たな型体を得ることができる。すなわち、本発明の上記型体は、後述するナノ構造体形成材料に転写して、直接、ナノ構造体を製造するのみならず、金属等の新たな材料に転写して、該新たな材料からなる型体を製造するためにも用いられる。その後、その新たな型体を用いてナノ構造体を製造することができる。   The mold body is excellent in surface hardness and durability. Further, the mold body is transferred once or twice using the mold body as a mold, and has the same or inverted shape manufactured by a material such as metal. New molds can be obtained. That is, the mold according to the present invention is not only directly transferred to a nanostructure-forming material, which will be described later, and directly manufactured into a nanostructure, but also transferred to a new material such as a metal, from the new material. It is also used to produce a mold body. Thereafter, nanostructures can be manufactured using the new mold.

また、上記型体に、金属等、例えば、NiやW等の硬度の高い材料からなる層を公知の方法で積層することもできる。   In addition, a layer made of a material having high hardness such as Ni or W can be laminated on the mold by a known method.

[ナノ構造体の構成・作製]
本発明のナノ構造体は、前記ナノ構造体作製用型体1に、ナノ構造体形成材料11を埋め込んだ後に、該ナノ構造体形成材料11又は該ナノ構造体形成材料11が硬化した材料を、該ナノ構造体作製用型体1から剥離して得られる。ナノ構造体形成材料11を埋め込んだ後に、要すれば、光照射、電子線照射及び/又は加熱によってナノ構造体形成材料11を硬化させた後に型体1から剥離して得られる。
[Configuration and fabrication of nanostructures]
The nanostructure of the present invention is obtained by embedding the nanostructure-forming material 11 in the nanostructure-producing mold 1 and then curing the nanostructure-forming material 11 or the material in which the nanostructure-forming material 11 is cured. It is obtained by peeling from the nanostructure producing mold 1. After embedding the nanostructure forming material 11, if necessary, the nanostructure forming material 11 is cured from the mold body 1 after being cured by light irradiation, electron beam irradiation and / or heating.

そのため、上記ナノ構造体は、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下で凸部又は凹部が存在するという極めて微細な表面構造を有している。更に、一般に「モスアイ(蛾の眼)構造」と呼ばれる構造を有していることが、良好な反射防止性能を有している点で好ましい。   Therefore, the nanostructure has an extremely fine surface structure in which convex portions or concave portions exist with an average period of 50 nm or more and 400 nm or less in at least one direction. Furthermore, it is preferable to have a structure generally referred to as a “moth-eye structure” because it has good antireflection performance.

上記ナノ構造体形成材料11としては、特に制限はなく、熱可塑性組成物、硬化性組成物の何れでも好適に使用し得る。上記ナノ構造に適した機械的強度を与えるため、また、型となる陽極酸化皮膜2からの剥離性(テーパー形状部4からの剥離性)等の点から硬化性組成物を用いることが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as the said nanostructure formation material 11, Either a thermoplastic composition and a curable composition can be used conveniently. In order to give mechanical strength suitable for the nanostructure, it is preferable to use a curable composition from the viewpoint of peelability from the anodized film 2 serving as a mold (peelability from the tapered portion 4).

<1.熱可塑性組成物>
熱可塑性組成物としては、ガラス転移温度又は融点まで加熱することによって軟らかくなるものであれば特に制限はないが、例えば、アクリロニトリル−スチレン系重合体組成物、アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン−スチレン系重合体組成物、スチレン−(メタ)アクリレート系重合体組成物、ブダジエン−スチレン系重合体組成物等のスチレン系重合体組成物;塩化ビニル系重合体組成物、エチレン−塩化ビニル系重合体組成物、エチレン−酢酸ビニル系重合体組成物、プロピレン系重合体組成物、プロピレン−塩化ビニル系重合体組成物、プロピレン−酢酸ビニル系重合体組成物、塩素化ポリエチレン系組成物、塩素化ポリプロピレン系組成物等のポリオレフィン系組成物;ケトン系重合体組成物;ポリアセタール系組成物;ポリエステル系組成物;ポリカーボネート系組成物;ポリ酢酸ビニル系組成物、ポリビニル系組成物、ポリブタジエン系組成物、ポリ(メタ)アクリレート系組成物等が挙げられる。
<1. Thermoplastic composition>
The thermoplastic composition is not particularly limited as long as it becomes soft by heating to the glass transition temperature or the melting point. For example, an acrylonitrile-styrene polymer composition, an acrylonitrile-chlorinated polyethylene-styrene polymer, for example. Styrene polymer compositions such as compositions, styrene- (meth) acrylate polymer compositions, budadiene-styrene polymer compositions; vinyl chloride polymer compositions, ethylene-vinyl chloride polymer compositions, Ethylene-vinyl acetate polymer composition, propylene polymer composition, propylene-vinyl chloride polymer composition, propylene-vinyl acetate polymer composition, chlorinated polyethylene composition, chlorinated polypropylene composition Polyolefin-based compositions such as; ketone-based polymer compositions; polyacetal-based compositions; Ester-based composition; polycarbonate-based composition; polyvinyl acetate-based compositions, polyvinyl composition, polybutadiene composition, the poly (meth) acrylate-based composition, and the like.

<2.硬化性組成物>
硬化性組成物とは、光照射、電子線照射及び/又は加熱によって硬化する組成物である。中でも、光照射又は電子線照射により硬化する硬化性組成物が、上記した点から好ましい。
<2. Curable composition>
A curable composition is a composition which hardens | cures by light irradiation, electron beam irradiation, and / or a heating. Especially, the curable composition hardened | cured by light irradiation or electron beam irradiation is preferable from an above-described point.

<2−1.光照射又は電子線照射により硬化する硬化性組成物>
「光照射又は電子線照射により硬化する硬化性組成物」(以下、「光硬化性組成物」と略記する)としては特に限定はなく、アクリル系重合性組成物又はメタクリル系重合性組成物(以下、「(メタ)アクリル系重合性組成物」と略記する)、光酸触媒で架橋し得る組成物等、何れも使用できるが、(メタ)アクリル系重合性組成物が、上記ナノ構造に適した機械的強度を与えるため、型体1からの剥離性、化合物群が豊富なため種々の物性のナノ構造体を調製できる等の点から好ましい。
<2-1. Curable composition cured by light irradiation or electron beam irradiation>
There is no limitation in particular as "the curable composition hardened | cured by light irradiation or electron beam irradiation" (henceforth abbreviated as "photocurable composition"), Acrylic polymerizable composition or methacrylic polymerizable composition ( In the following, abbreviated as “(meth) acrylic polymerizable composition”), a composition that can be cross-linked with a photoacid catalyst, and the like can be used, but the (meth) acrylic polymerizable composition has the above-mentioned nanostructure. In order to give suitable mechanical strength, it is preferable from the viewpoints of peelability from the mold body 1 and preparation of nanostructures having various physical properties because of abundant compound groups.

<2−2.熱硬化性組成物>
本発明における熱硬化性組成物とは、加熱すると重合を起こして高分子の網目構造を形成し、硬化して元に戻らなくなる組成物であれば特に制限はないが、例えば、フェノール系重合性組成物、キシレン系重合性組成物、エポキシ系重合性組成物、メラミン系重合性組成物、グアナミン系重合性組成物、ジアリルフタレート系重合性組成物、尿素系重合性組成物(ユリア系重合性組成物)、不飽和ポリエステル系重合性組成物、アルキド系重合性組成物、ポリウレタン系重合性組成物、ポリイミド系重合性組成物、フラン系重合性組成物、ポリオキシベンゾイル系重合性組成物、マレイン酸系重合性組成物、メラミン系重合性組成物、(メタ)アクリル系重合性組成物等が挙げられる。フェノール系重合性組成物としては、例えば、レゾール型フェノール樹脂等である。エポキシ系重合性組成物としては、例えば、ビスフェノールA−エピクロロヒドリン樹脂、エポキシノボラック樹脂、脂環式エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂、多官能性エポキシ等である。不飽和ポリエステル系重合性組成物としては、例えば、オルソフタル酸系、イソフタル酸系、アジピン酸系、ヘット酸系、ジアリルフタレート系等である。中でも、熱硬化性組成物としては、(メタ)アクリル系重合組成物が好ましい。
<2-2. Thermosetting composition>
The thermosetting composition in the present invention is not particularly limited as long as it is a composition that undergoes polymerization to form a polymer network structure upon heating and does not return to its original state after curing. Composition, xylene-based polymerizable composition, epoxy-based polymerizable composition, melamine-based polymerizable composition, guanamine-based polymerizable composition, diallyl phthalate-based polymerizable composition, urea-based polymerizable composition (urea-based polymerizable) Composition), unsaturated polyester-based polymerizable composition, alkyd-based polymerizable composition, polyurethane-based polymerizable composition, polyimide-based polymerizable composition, furan-based polymerizable composition, polyoxybenzoyl-based polymerizable composition, Examples thereof include a maleic acid-based polymerizable composition, a melamine-based polymerizable composition, and a (meth) acrylic polymerizable composition. Examples of the phenolic polymerizable composition include a resol type phenol resin. Examples of the epoxy polymerizable composition include bisphenol A-epichlorohydrin resin, epoxy novolac resin, alicyclic epoxy resin, brominated epoxy resin, aliphatic epoxy resin, polyfunctional epoxy, and the like. Examples of the unsaturated polyester polymerizable composition include orthophthalic acid, isophthalic acid, adipic acid, het acid, diallyl phthalate, and the like. Among these, as the thermosetting composition, a (meth) acrylic polymerization composition is preferable.

また、上記ナノ構造体形成材料11には、更に、バインダーポリマー、微粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、消泡剤、離型剤、潤滑剤、レベリング剤等を配合することもできる。これらは、従来公知のものの中から適宜選択して用いることができる。   Further, the nanostructure-forming material 11 may further contain a binder polymer, fine particles, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antifoaming agent, a release agent, a lubricant, a leveling agent, and the like. it can. These can be appropriately selected from conventionally known ones.

<ナノ構造体の作製方法>
本発明の型体1を用いたナノ構造体の作製方法としては、限定されるわけではないが、例えば下記の方法が好ましい。すなわち、上記ナノ構造体形成材料11を基材13上に採取、バーコーター若しくはアプリケーター等の塗工機又はスペーサーを用いて、均一膜厚になるように塗布する。ここで、「基材」としては、ポリエチレンテレフタレート(以下、「PET」と略記する)、トリアセチルセルロース等のフィルムが好適である。そして、本発明の型体1を貼り合わせる。貼り合わせた後、硬化性組成物の場合には、該フィルム面から紫外線照射若しくは電子線照射及び/又は熱により硬化させる。あるいは、前記型体1の上に、直接、ナノ構造体形成材料11を乗せ、塗工機やスペーサー等で均一膜厚の塗布膜を作製してもよい。その後、得られたナノ構造体を該型体1から剥離させてナノ構造体を作製する。
<Method for producing nanostructure>
The method for producing the nanostructure using the mold 1 of the present invention is not limited, but for example, the following method is preferable. That is, the nanostructure-forming material 11 is collected on the base material 13 and applied to a uniform film thickness using a coating machine such as a bar coater or applicator or a spacer. Here, as the “substrate”, a film of polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as “PET”), triacetyl cellulose, or the like is suitable. Then, the mold body 1 of the present invention is bonded. After bonding, in the case of a curable composition, the film surface is cured by ultraviolet irradiation or electron beam irradiation and / or heat. Alternatively, the nanostructure forming material 11 may be directly placed on the mold 1 and a coating film having a uniform film thickness may be produced using a coating machine or a spacer. Thereafter, the obtained nanostructure is peeled from the mold 1 to produce a nanostructure.

この作製方法を、更に図8を用いて具体的に説明するが、本発明は図8の具体的態様に限定されるものではない。すなわち、ナノ構造体作製用型体1にナノ構造体形成材料11を適量供給又は塗布し(図8(a))、ローラー14の側を支点に基材13を斜めから貼り合せる(図8(b))。ナノ構造体作製用型体1とナノ構造体形成材料11と基材13とが一体となった貼合体を、ローラー14へと移動し(図8(c))、ローラー圧着させることにより、ナノ構造体作製用型体1が有するテーパー形状部4の構造をナノ構造体形成材料11に転写、賦型させる(図8(d))。このとき、ナノ構造体作製用型体1に、ナノ構造体形成材料11が埋め込まれる。その後、要すればこれを硬化させた後、該ナノ構造体作製用型体1から剥離して(図8(e))、ナノ構造体15を得る。   This manufacturing method will be described in detail with reference to FIG. 8, but the present invention is not limited to the specific mode of FIG. That is, an appropriate amount of the nanostructure forming material 11 is supplied or applied to the nanostructure manufacturing mold 1 (FIG. 8A), and the base material 13 is bonded obliquely with the roller 14 side as a fulcrum (FIG. 8 ( b)). The nanostructure-producing mold 1, nanostructure-forming material 11 and base material 13 bonded together are moved to a roller 14 (FIG. 8 (c)), and are subjected to pressure bonding with the roller. The structure of the taper-shaped portion 4 of the structure manufacturing mold 1 is transferred to a nanostructure forming material 11 and molded (FIG. 8D). At this time, the nanostructure-forming material 11 is embedded in the nanostructure-producing mold 1. Then, after hardening this if necessary, it peels from this type body 1 for nanostructure production (Drawing 8 (e)), and nanostructure 15 is obtained.

図9は、連続的にナノ構造体15を製造する方法・装置の一例の模式図であるが、本発明はこの模式図の示す範囲に限定されるものではない。すなわち、ナノ構造体作製用型体1にナノ構造体形成材料11を付着させ、ローラー14により力を加え、基材13をナノ構造体作製用型体1に対して斜めの方向から貼り合せて、ナノ構造体作製用型体1が有するテーパー形状部4の構造をナノ構造体形成材料11に転写させる。これを、要すれば硬化装置16を用いて硬化させた後、ナノ構造体作製用型体1から剥離することにより、ナノ構造体15を得る。支持ローラー17は、ナノ構造体15を上部に引き上げるように設置されている。   FIG. 9 is a schematic view of an example of a method / apparatus for continuously producing the nanostructure 15, but the present invention is not limited to the range shown in the schematic view. That is, the nanostructure-forming material 11 is attached to the nanostructure-producing mold 1, a force is applied by the roller 14, and the base material 13 is bonded to the nanostructure-producing mold 1 from an oblique direction. Then, the structure of the tapered portion 4 included in the nanostructure manufacturing mold 1 is transferred to the nanostructure forming material 11. If necessary, this is cured using a curing device 16 and then peeled from the nanostructure producing mold 1 to obtain a nanostructure 15. The support roller 17 is installed so as to pull the nanostructure 15 upward.

貼り合わせる際、ローラー14を用いて、斜めから貼り合わせることによって、気泡が入らず欠陥のないナノ構造体15が得られる。また、ローラー14を用いれば線圧(ニップ圧)を加えることになるため圧力を大きくでき、そのため大面積のナノ構造体の製造が可能になり、また、圧力の調節も容易になる。また、基材13と一体となった均一な膜厚と、所定の光学物性を有するナノ構造体15の製造が可能になり、更に、連続的に製造できるため生産性に優れたものになる。   At the time of bonding, by using the roller 14 and bonding at an angle, the nanostructure 15 without bubbles and without defects is obtained. In addition, when the roller 14 is used, a linear pressure (nip pressure) is applied, so that the pressure can be increased. Therefore, it is possible to manufacture a nanostructure having a large area, and the pressure can be easily adjusted. In addition, it becomes possible to manufacture the nanostructure 15 having a uniform film thickness integrated with the base material 13 and predetermined optical properties. Furthermore, since it can be continuously manufactured, the productivity is excellent.

一方、図9に示したような、連続的にナノ構造体形成材料11の埋め込みと剥離(転写)を繰り返す連続印刷機を用いる場合、ナノ構造体形成材料11のテーパー形状部4への埋め込みのために線圧(ニップ圧)を高く設定できるが、線圧(ニップ圧)を高くすると、異物等が混入すると、より型体1の表面を傷つけてしまい易くなる。しかし、その場合であっても、本発明のナノ構造体作製用型体1を用いれば、表面硬度が高く、強度が大きいので、かかる傷がつくのを防止することができるので、ナノ構造体作製用型体1の安定した繰り返し使用が可能になる。   On the other hand, when a continuous printing machine that continuously embeds and peels (transfers) the nanostructure forming material 11 as shown in FIG. 9 is used, the nanostructure forming material 11 is embedded in the tapered portion 4. For this reason, the linear pressure (nip pressure) can be set high. However, if the linear pressure (nip pressure) is increased, the surface of the mold body 1 is more likely to be damaged when foreign matter or the like is mixed. However, even in such a case, if the nanostructure producing mold 1 of the present invention is used, since the surface hardness is high and the strength is high, it is possible to prevent such scratches from occurring. The production mold 1 can be used stably and repeatedly.

ナノ構造体は、熱可塑性樹脂で形成されていてもよいが、光照射、電子線照射及び/又は加熱によって硬化性樹脂が重合したものであることも好ましい。その場合、光照射の場合の光の波長については特に限定はない。可視光線及び/又は紫外線を含有する光であることが、要すれば光重合開始剤の存在下で良好に(メタ)アクリロイル基の炭素間二重結合を重合させる点で好ましい。特に好ましくは紫外線を含有する光である。光源は特に限定はなく、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、ハロゲンランプ、各種レーザー等公知のものが用いられ得る。電子線の照射の場合、電子線の強度や波長には特に限定はなく、公知の方法が用いられ得る。   The nanostructure may be formed of a thermoplastic resin, but it is also preferable that the curable resin is polymerized by light irradiation, electron beam irradiation and / or heating. In that case, there is no particular limitation on the wavelength of light in the case of light irradiation. The light containing visible light and / or ultraviolet light is preferable in that the carbon-carbon double bond of the (meth) acryloyl group can be favorably polymerized in the presence of the photopolymerization initiator if necessary. Particularly preferred is light containing ultraviolet rays. The light source is not particularly limited, and a known light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a halogen lamp, or various lasers can be used. In the case of irradiation with an electron beam, the intensity and wavelength of the electron beam are not particularly limited, and a known method can be used.

熱によって重合させる場合は、その温度は特に限定はないが、80℃以上が好ましく、100℃以上が特に好ましい。また、200℃以下が好ましく、180℃以下が特に好ましい。重合温度が低過ぎる場合は重合が充分に進行しない場合があり、高過ぎる場合は重合が不均一になったり、基材の劣化が起こったりする場合がある。加熱時間も特に限定はないが、5秒以上が好ましく、10秒以上が特に好ましい。また、10分以下が好ましく、2分以下が特に好ましく、30秒以下が更に好ましい。   In the case of polymerization by heat, the temperature is not particularly limited, but is preferably 80 ° C. or higher, particularly preferably 100 ° C. or higher. Moreover, 200 degrees C or less is preferable and 180 degrees C or less is especially preferable. If the polymerization temperature is too low, the polymerization may not proceed sufficiently. If it is too high, the polymerization may become non-uniform or the substrate may be deteriorated. The heating time is not particularly limited, but is preferably 5 seconds or longer, and particularly preferably 10 seconds or longer. Moreover, 10 minutes or less are preferable, 2 minutes or less are especially preferable, and 30 seconds or less are still more preferable.

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these, unless the summary is exceeded.

実施例1
アルミニウム材料として、99.85%のアルミニウム圧延板(2mm厚)を片面平面バフ研摩盤(Speedfam社製)により、アルミナ系の研摩材(フジミ研摩材社製)を用いて、10分間研摩して鏡面を得た。研摩面をスクラブ洗浄後、非浸食性の脱脂処理を行った。
Example 1
As an aluminum material, a 99.85% rolled aluminum plate (thickness 2 mm) is polished for 10 minutes by using a single-sided flat buff polishing machine (manufactured by Speedfam) and an alumina-based abrasive (manufactured by Fujimi Abrasives). A mirror surface was obtained. The polished surface was scrubbed and then subjected to non-erodible degreasing treatment.

更に、以下に示す陽極酸化(a1)条件と、以下に示す形成された陽極酸化皮膜のエッチング処理条件との組み合わせによりテーパー形状部を有するテーパー形状層を作製した。   Furthermore, the taper-shaped layer which has a taper-shaped part was produced by the combination of the following anodic oxidation (a1) conditions and the etching treatment conditions of the formed anodic oxide film shown below.

<陽極酸化(a1)の条件>
使用液:0.05Mシュウ酸
電圧 :80Vの直流電圧
温度 :5℃
時間 :30秒
<Conditions for anodization (a1)>
Working solution: 0.05M oxalic acid voltage: DC voltage temperature of 80V: 5 ° C
Time: 30 seconds

<エッチングの条件>
使用液:2質量%リン酸
温度 :50℃
時間 :2分
<Etching conditions>
Working solution: 2% by mass Phosphoric acid temperature: 50 ° C
Time: 2 minutes

陽極酸化(a1)とエッチングを交互に10回ずつ繰り返すことで、平均周期200nm、径開口部の直径160nm、深さ300nmのテーパー形状部を有するテーパー形状層を得た。   By repeating the anodic oxidation (a1) and the etching 10 times alternately, a tapered layer having a tapered part with an average period of 200 nm, a diameter of the opening 160 nm, and a depth of 300 nm was obtained.

<陽極酸化(a2)の条件>
使用液:0.05Mシュウ酸
電圧 :80Vの直流電圧
温度 :5℃
時間 :2分
<Conditions for anodization (a2)>
Working solution: 0.05M oxalic acid voltage: DC voltage temperature of 80V: 5 ° C
Time: 2 minutes

上記テーパー形状層を形成後、陽極酸化(a2)を行うことで、テーパー形状層の下部に層厚300nm(0.3μm)の細孔形状層7を有するナノ構造体作製用型体を得た。   After forming the taper-shaped layer, anodic oxidation (a2) was performed to obtain a nanostructure manufacturing mold having a pore-shaped layer 7 having a layer thickness of 300 nm (0.3 μm) below the taper-shaped layer. .

<ナノ構造体の作製>
ナノ構造体形成材料である下記に示す光硬化性組成物を、無色透明の厚さ75μmのPETフィルム上に採取、バーコーターNO28にて、均一な膜厚になるよう塗布した。その後、上記で得られた型体を貼り合わせ、テーパー形状部に光硬化性組成物が充填されたことを確認して、紫外線を照射して重合硬化させた。硬化後、膜を型体から剥離することで、表面に、平均高さ300nmの凸部が平均周期200nmで存在するナノ構造体を得た。ナノ構造体の厚さは、PETフィルムの厚さも含めて、85μmであった。
<Preparation of nanostructure>
The photocurable composition shown below, which is a nanostructure-forming material, was collected on a colorless and transparent PET film having a thickness of 75 μm, and applied with a bar coater NO28 so as to have a uniform film thickness. Thereafter, the molds obtained above were bonded together, and it was confirmed that the photocurable composition was filled in the taper-shaped portion, and then polymerized and cured by irradiation with ultraviolet rays. After curing, the film was peeled from the mold to obtain a nanostructure having convex portions with an average height of 300 nm on the surface with an average period of 200 nm. The thickness of the nanostructure was 85 μm including the thickness of the PET film.

<光硬化性組成物の調製>
下記式(1)で示される化合物(1)11.8質量部、下記化合物(2)23.0質量部、テトラエチレングリコールジアクリレート45.2質量部、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート20.0質量部、及び、光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン2.0質量部を配合して光硬化性組成物を得た。
<Preparation of photocurable composition>
11.8 parts by mass of the compound (1) represented by the following formula (1), 23.0 parts by mass of the following compound (2), 45.2 parts by mass of tetraethylene glycol diacrylate, 20.0 parts by mass of pentaerythritol hexaacrylate, And 2.0 mass parts of 1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone was mix | blended as a photoinitiator, and the photocurable composition was obtained.

上記化合物(1)は、下記の式(1)で示される化合物である。
[式(1)中、Xは、ジペンタエリスリトール(6個の水酸基を有する)残基を示す。]
The compound (1) is a compound represented by the following formula (1).
[In the formula (1), X represents a dipentaerythritol (having 6 hydroxyl groups) residue. ]

上記化合物(2)は、
2HEA−−IPDI−−(アジピン酸と1,6−ヘキサンジオールとの重量平均分子量3500の末端水酸基のポリエステル)−−IPDI−−2HEA
で示される化合物である。ここで、「2HEA」は、2−ヒドロキシエチルアクリレートを示し、「IPDI」は、イソホロンジイソシアネートを示し、「−−」は、イソシアネート基と水酸基の通常の下記の反応による結合を示す。
−NCO + HO− → −NHCOO−
The compound (2) is
2HEA--IPDI-(polyester of terminal hydroxyl group having a weight average molecular weight of 3500 of adipic acid and 1,6-hexanediol)-IPDI--2HEA
It is a compound shown by these. Here, “2HEA” represents 2-hydroxyethyl acrylate, “IPDI” represents isophorone diisocyanate, and “-” represents a bond of an isocyanate group and a hydroxyl group by the following normal reaction.
-NCO + HO- → -NHCOO-

実施例2
実施例1において、細孔形状を有する陽極酸化皮膜の形成における陽極酸化(a2)の時間を6分とし、細孔形状層の深さを700nm(0.7μm)とした以外は、実施例1と同様にしてナノ構造体作製用型体及びナノ構造体を得た。
Example 2
In Example 1, except that the time of anodic oxidation (a2) in the formation of the anodic oxide film having the pore shape was 6 minutes and the depth of the pore shape layer was 700 nm (0.7 μm), Example 1 In the same manner, a mold for producing a nanostructure and a nanostructure were obtained.

実施例3
実施例1において、細孔形状を有する陽極酸化皮膜の形成における陽極酸化(a2)の時間を20分とし、細孔形状層の深さを1700nm(1.7μm)とした以外は、実施例1と同様にしてナノ構造体作製用型体及びナノ構造体を得た。
Example 3
In Example 1, except that the time of anodization (a2) in the formation of the anodic oxide film having a pore shape was 20 minutes and the depth of the pore shape layer was 1700 nm (1.7 μm), Example 1 In the same manner, a mold for producing a nanostructure and a nanostructure were obtained.

実施例4
実施例1において、細孔形状を有する陽極酸化皮膜の形成における陽極酸化(a2)の時間を60分とし、細孔形状層の深さを4700nm(4.7μm)とした以外は、実施例1と同様にしてナノ構造体作製用型体及びナノ構造体を得た。得られたナノ構造体作製用型体の断面写真を図3に、得られたナノ構造体作製用型体のテーパー形状層の部分の断面写真を図4に、得られたナノ構造体の断面写真を図6に示す。
Example 4
In Example 1, except that the time of anodization (a2) in the formation of the anodic oxide film having the pore shape was 60 minutes and the depth of the pore shape layer was 4700 nm (4.7 μm), Example 1 In the same manner, a mold for producing a nanostructure and a nanostructure were obtained. FIG. 3 is a cross-sectional photograph of the obtained nanostructure-producing mold, FIG. 4 is a cross-sectional photograph of the tapered layer portion of the obtained nanostructure-producing mold, and a cross-section of the obtained nanostructure. A photograph is shown in FIG.

実施例5
実施例1において、細孔形状を有する陽極酸化皮膜の形成における陽極酸化(a2)の時間を120分とし、細孔形状層の深さを9700nm(9.7μm)とした以外は、実施例1と同様にしてナノ構造体作製用型体及びナノ構造体を得た。
Example 5
In Example 1, except that the time of anodization (a2) in the formation of the anodic oxide film having a pore shape was 120 minutes and the depth of the pore shape layer was 9700 nm (9.7 μm), Example 1 In the same manner, a mold for producing a nanostructure and a nanostructure were obtained.

比較例1
実施例1において、細孔形状を有する陽極酸化皮膜を形成しない以外は、実施例1と同様にしてナノ構造体作製用型体及びナノ構造体を得た。得られたナノ構造体作製用型体の断面写真を図5に、ナノ構造体の断面写真を図7に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, a nanostructure-producing mold and a nanostructure were obtained in the same manner as in Example 1 except that an anodic oxide film having a pore shape was not formed. FIG. 5 shows a cross-sectional photograph of the obtained mold for producing a nanostructure, and FIG. 7 shows a cross-sectional photograph of the nanostructure.

<評価>
評価例1
上記実施例1ないし実施例5、比較例1で得られたナノ構造体作製用型体の表面硬度及び耐久性、並びに、そのナノ構造体作製用型体を用いて得られたナノ構造体の反射率及びヘイズを以下のように測定した。結果を表1に示す。
<Evaluation>
Evaluation Example 1
The surface hardness and durability of the mold for producing a nanostructure obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, and the nanostructure obtained using the mold for producing the nanostructure The reflectance and haze were measured as follows. The results are shown in Table 1.

評価例2
上記実施例4及び比較例1で得られたナノ構造体作製用型体の、380nm〜780nmの反射率のスペクトルを以下のように測定した。それぞれの結果を図8及び図9に示す。
Evaluation example 2
The spectrum of the reflectance of 380 nm to 780 nm of the mold for producing a nanostructure obtained in Example 4 and Comparative Example 1 was measured as follows. The respective results are shown in FIGS.

[表面硬度]
ナノ構造体作製用型体から試験片を切り出し、マイクロビッカース硬度計((株)ミツトヨ社製、HM−211)を用いて、常法により測定した。
[surface hardness]
A test piece was cut out from the mold for producing a nanostructure and measured by a conventional method using a micro Vickers hardness meter (manufactured by Mitutoyo Corporation, HM-211).

[耐久性]
2cmの面積にベンコット・クリーンEA−8(旭化成せんい(株)製、クリーンルーム用ワイパー)を敷き、その上に100gfの荷重を乗せたもので、ナノ構造体作製用型体の表面の上を10往復摩擦した。その後、目視で以下の基準で判定した。
◎:摩擦部分に全く変化なし(耐久性が極めて良好)
○:摩擦部分に1〜2本の傷が発生(耐久性が良好)
△:摩擦部分に3〜4本の傷が発生(やや耐久性が低いが合格レベル)
×:摩擦部分に5本以上の傷が発生(耐久性が不良)
[durability]
The surface of the mold for nanostructure fabrication is placed on a 2 cm 2 area with Bencot Clean EA-8 (Asahi Kasei Fibers Co., Ltd., clean room wiper) loaded with a load of 100 gf. Ten reciprocations were rubbed. Then, it determined visually by the following references | standards.
A: No change in the friction part (very good durability)
○: One or two scratches are generated in the friction part (good durability)
Δ: 3-4 scratches are generated in the friction part (slightly low durability but acceptable level)
X: 5 or more scratches are generated in the friction part (durability is poor)

[反射率]
ナノ構造体の裏面(PET側)に黒色テープを貼り付け、島津製作所社製、自記分光光度計「UV−3150」を用い、5°入射絶対反射率を測定した。5°入射絶対反射率が0.1%以下であるものを良好とした。
[Reflectance]
Black tape was affixed to the back surface (PET side) of the nanostructure, and a 5 ° incident absolute reflectance was measured using a self-recording spectrophotometer “UV-3150” manufactured by Shimadzu Corporation. A sample having a 5 ° incident absolute reflectance of 0.1% or less was considered good.

[ヘイズ]
(株)村上色彩技術研究所製、ヘイズメーターHM−150を用いて、可視光線のヘイズを測定した。ヘイズは5以下を良好とした。
[Haze]
Visible light haze was measured using a haze meter HM-150 manufactured by Murakami Color Research Laboratory. A haze of 5 or less was considered good.

[陽極酸化皮膜(テーパー形状層)と陽極酸化皮膜(細孔形状層)の厚さ]
型体の表面に応力を加えて陽極酸化皮膜を剥離し、断面の1万倍及び10万倍のSEM写真を撮影し、それぞれの層の厚さを定規で測ることにより測定した。
[Thickness of anodized film (tapered layer) and anodized film (pore shaped layer)]
Stress was applied to the surface of the mold, the anodized film was peeled off, SEM photographs of 10,000 times and 100,000 times the cross section were taken, and the thickness of each layer was measured by measuring with a ruler.

[陽極酸化皮膜の全体の膜厚]
型体の表面に応力を加えて陽極酸化皮膜を剥離し、断面の1万倍及び10万倍のSEM写真を撮影し、定規で測ることにより測定した。
[Total thickness of anodized film]
Stress was applied to the surface of the mold to peel off the anodized film, and SEM photographs of 10,000 times and 100,000 times the cross section were taken and measured with a ruler.

表1より、本発明のナノ構造体作製用型体である実施例1ないし実施例5は何れも、表面硬度(ビッカース硬度)、耐久性が何れも優れるものであり、実施例3ないし実施例5は、特に表面硬度や耐久性が格段に優れるものであった。一方、比較例1で得られた、細孔形状部がない、すなわち細孔形状層がないナノ構造体作製用型体は、表面硬度がアルミニウム基板(参考例1)に比べて若干大きい程度であり、また、耐久性も劣るものであった。   From Table 1, all of Examples 1 to 5 which are nanostructure-producing molds of the present invention are excellent in surface hardness (Vickers hardness) and durability. Examples 3 to 3 No. 5 was particularly excellent in surface hardness and durability. On the other hand, the nanostructure-producing mold having no pore-shaped portion, that is, having no pore-shaped layer, obtained in Comparative Example 1 has a slightly higher surface hardness than the aluminum substrate (Reference Example 1). In addition, the durability was poor.

更に、これらのナノ構造体作製用型体で作製したナノ構造体は、「反射率」及び「ヘイズ」が優れていた。すなわち、図8及び図9に示したように、型体に細孔形状層を形成させても、すなわち、陽極酸化とエッチングを繰り返した後に陽極酸化(a2)を追加しても、それで得られた型体で作製したナノ構造体は、「反射率」や「ヘイズ」が劣るということはなかった。   Furthermore, the nanostructures produced with these nanostructure production molds were excellent in “reflectance” and “haze”. That is, as shown in FIGS. 8 and 9, even if a pore-shaped layer is formed on the mold body, that is, even if anodization (a2) is added after repeating anodization and etching, it can be obtained. The nanostructures produced with the molds were not inferior in “reflectance” or “haze”.

評価例3
実施例4で得られたナノ構造体作製用型体と、比較例1で得られたナノ構造体作製用型体とを用いて、連続的にナノ構造体形成材料の埋め込みと剥離(転写)を繰り返すようになっている連続印刷機を用いてナノ構造体を作製したところ、実施例3のナノ構造体作製用型体を用いた場合は、10000mまで問題なくナノ構造体が作製できたが、比較例1のナノ構造体作製用型体を用いた場合は、1000mを作製した時点で、異物の付着が原因と思われる欠陥が発生し、型体の凹みを肉眼で確認することができた。すなわち、型体の耐久性が劣るためにナノ構造体作製に問題が生じたため、その時点で型体を新しいものに交換せざるを得なくなった。
Evaluation Example 3
Using the nanostructure-producing mold obtained in Example 4 and the nanostructure-producing mold obtained in Comparative Example 1, the nanostructure-forming material is continuously embedded and peeled off (transferred). When a nanostructure was produced using a continuous printing machine designed to repeat the above, when the nanostructure production mold of Example 3 was used, the nanostructure could be produced without any problem up to 10,000 m. In the case of using the mold for producing the nanostructure of Comparative Example 1, at the time of producing 1000 m, a defect that seems to be caused by the adhesion of foreign matter occurred, and the depression of the mold can be confirmed with the naked eye. It was. That is, since the durability of the mold was inferior, a problem occurred in the production of the nanostructure, and at that time, the mold had to be replaced with a new one.

本発明のナノ構造体作製用型体は、印刷機の始動時、すなわちナノ構造体の作製開始時、及び/又は、その終了時のストール運転により、フィルム等の機材と型体の間でスレが発生し、型体に傷が付いてしまうことを防止できる。また、連続印刷を行っている段階で、ナノ構造体形成材料である樹脂類に、小さいゴミや異物が混入したり、基材や型体に小さいゴミや異物が付着したりして、高いニップ圧の関係から型体を傷つけてしまうおそれがある場合であっても、強い硬度で傷を防止する。   The mold for producing a nanostructure of the present invention has a thread between a device such as a film and a mold at the start of the printing press, that is, at the start of production of the nanostructure and / or at the end of the stall. Can be prevented, and the mold can be prevented from being damaged. At the stage of continuous printing, small trash and foreign matter are mixed into the resin that is the nanostructure forming material, or small trash and foreign matter adhere to the substrate and mold, resulting in a high nip. Even when there is a risk of damaging the mold body due to pressure, the scratches are prevented with strong hardness.

上記したように、本発明のナノ構造体作製用型体は、表面強度、耐久性等に優れているので、良好な視認性を確保するために、例えば、反射防止体等を必要とする、LCD、PDP等のFPD;陳列棚、額等の前面板;標本箱等の蓋板;窓、戸等の建築材料;オブジェ等の構造体の表面;等、反射の抑制等が必要になる用途・分野のナノ構造体の作製用に、広く好適に利用されるものである。   As described above, the mold for producing a nanostructure of the present invention is excellent in surface strength, durability, etc., and therefore, for example, an antireflection body is required to ensure good visibility. LCDs, PDPs and other FPDs; front panels such as display shelves and foreheads; cover plates such as specimen boxes; building materials such as windows and doors; surfaces of structures such as objects; etc. -It is widely used suitably for production of nanostructures in the field.

1 ナノ構造体作製用型体
2 陽極酸化皮膜
3 ポア
4 テーパー形状部
5 細孔形状部
6 テーパー形状層
7 細孔形状層
8 アルミニウム材料
9 アルミニウム
11 ナノ構造体形成材料
13 基材
14 ローラー
15 ナノ構造体
16 硬化装置
17 支持ローラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nanostructure preparation type | mold 2 Anodic oxide film 3 Pore 4 Tapered shape part 5 Pore shape part 6 Taper shape layer 7 Pore shape layer 8 Aluminum material 9 Aluminum 11 Nanostructure formation material 13 Base material 14 Roller 15 Nano Structure 16 Curing device 17 Support roller

Claims (13)

ナノ構造を利用したナノ構造体を作製するための型体であって、アルミニウム板、押出し管又は引抜き管であるアルミニウム材料の表面に陽極酸化皮膜が形成されたものであり、
該陽極酸化皮膜は、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下でポアを有し、
該ポアは、テーパー形状部とその下部にある細孔形状部とからなり、該テーパー形状部は、陽極酸化皮膜の表面では広く開口しており、深部に入るに従って徐々に細くなっていくテーパー形状となっており、該細孔形状部は、実質的に等しい径の細孔形状となっており、
該テーパー形状部を有するテーパー形状層の下側に連続して細孔形状部を有する層厚1000nm以上の細孔形状層を有することを特徴とするナノ構造体作製用型体。
A mold for producing a nanostructure using nanostructures, in which an anodized film is formed on the surface of an aluminum material that is an aluminum plate, an extruded tube or a drawn tube ,
The anodized film has pores with an average period of 50 nm or more and 400 nm or less with respect to at least one direction,
The pore is composed of a taper-shaped portion and a pore-shaped portion below the taper-shaped portion, and the taper-shaped portion is wide open on the surface of the anodized film and gradually decreases as it enters the deep portion. And the pore shape portion is a pore shape having substantially the same diameter,
A mold for producing a nanostructure, comprising a pore-shaped layer having a layer thickness of 1000 nm or more having a pore-shaped portion continuously below the tapered layer having the tapered-shaped portion.
上記テーパー形状層の層厚が100nm以上1000nm以下である請求項1記載のナノ構造体作製用型体。 Nanostructure fabrication mold of claim 1, wherein the layer thickness of the tapered layer is 100nm or more 1000nm or less. 上記細孔形状層の層厚が2000nm以上である請求項1又は請求項2記載のナノ構造体作製用型体。 The nanostructure-producing mold according to claim 1 or 2, wherein the pore-shaped layer has a layer thickness of 2000 nm or more. 上記陽極酸化皮膜の全体の膜厚が2000nm以上である請求項1又は請求項2記載のナノ構造体作製用型体。 The mold for producing a nanostructure according to claim 1 or 2, wherein the total film thickness of the anodic oxide film is 2000 nm or more. 上記ポアの細孔形状部の少なくとも一部が封孔されている請求項1ないし請求項4の何れかの請求項記載のナノ構造体作製用型体。   The mold for producing a nanostructure according to any one of claims 1 to 4, wherein at least a part of the pore-shaped portion of the pore is sealed. ビッカース硬度が40以上である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項記載のナノ構造体作製用型体。   The mold for producing a nanostructure according to any one of claims 1 to 5, wherein the Vickers hardness is 40 or more. 請求項1ないし請求項6の何れかの請求項記載のナノ構造体作製用型体の製造方法であって、少なくともある一の方向に対し平均周期50nm以上400nm以下でポアを有するように、アルミニウム板、押出し管又は引抜き管であるアルミニウム材料の表面に、陽極酸化皮膜の形成と該陽極酸化皮膜のエッチングのふたつの工程を繰り返し行ってテーパー形状部を有するテーパー形状層を形成し、更に、陽極酸化を行って、該テーパー形状層の下部に、層厚が該テーパー形状層の層厚以上になるように細孔形状部を有する細孔形状層を層厚1000nm以上で形成させることを特徴とするナノ構造体作製用型体の製造方法。 The method for producing a mold for producing a nanostructure according to any one of claims 1 to 6, wherein the aluminum has a pore with an average period of 50 nm or more and 400 nm or less with respect to at least one direction. A taper-shaped layer having a taper-shaped portion is formed on the surface of an aluminum material which is a plate, an extruded tube or a drawn tube by repeating two steps of forming an anodized film and etching the anodized film. Oxidizing to form a pore-shaped layer having a pore-shaped portion at a layer thickness of 1000 nm or more so that the layer thickness is equal to or greater than the layer thickness of the tapered layer under the tapered layer. A method for producing a mold for producing a nanostructure. 上記テーパー形状部を有するテーパー形状層の陽極酸化皮膜及び/又は上記細孔形状部を有する細孔形状層の陽極酸化皮膜を、シュウ酸濃度0.01M以上0.5M以下の浴液を用い、印加電圧20V以上120V以下、かつ液温0℃以上50℃以下で形成する工程を少なくとも含む請求項7記載のナノ構造体作製用型体の製造方法。   Using a bath solution having an oxalic acid concentration of 0.01 M or more and 0.5 M or less, the anodized film of the tapered layer having the tapered part and / or the anodized film of the pore shaped layer having the pore shaped part, The method for producing a mold for producing a nanostructure according to claim 7, comprising at least a step of forming at an applied voltage of 20 V or more and 120 V or less and a liquid temperature of 0 ° C. or more and 50 ° C. or less. 上記エッチングを、リン酸濃度1質量%以上20質量%以下のエッチング液を用い、液温30℃以上90℃以下、かつ1回の処理時間10秒以上60分以下で行う請求項7又は請求項8記載のナノ構造体作製用型体の製造方法。   8. The etching according to claim 7, wherein the etching is performed using an etching solution having a phosphoric acid concentration of 1% by mass to 20% by mass with a liquid temperature of 30 ° C. or more and 90 ° C. or less and a processing time of 10 seconds or more and 60 minutes or less. 8. A method for producing a mold for producing a nanostructure according to 8. 請求項7ないし請求項9の何れかの請求項記載のナノ構造体作製用型体の製造方法を使用して製造されたものであることを特徴とするナノ構造体作製用型体。   A nanostructure producing mold, which is produced using the method for producing a nanostructure producing mold according to any one of claims 7 to 9. 請求項1ないし請求項6の何れかの請求項又は請求項10記載のナノ構造体作製用型体に、ナノ構造体形成材料を埋め込んだ後に、該ナノ構造体形成材料又は該ナノ構造体形成材料が硬化した材料を、該ナノ構造体作製用型体から剥離してなることを特徴とするナノ構造体。   The nanostructure-forming material or the nanostructure-forming material after the nanostructure-forming material is embedded in the nanostructure-producing mold according to any one of claims 1 to 6 A nanostructure formed by peeling a cured material from the mold for producing a nanostructure. 上記ナノ構造体形成材料が、熱可塑性組成物、又は、「光照射、電子線照射及び/若しくは加熱によって硬化する硬化性組成物」である請求項11記載のナノ構造体。   The nanostructure according to claim 11, wherein the nanostructure-forming material is a thermoplastic composition, or "a curable composition that is cured by light irradiation, electron beam irradiation and / or heating". 上記ナノ構造体が反射防止体である、請求項11又は請求項12に記載のナノ構造体。   The nanostructure according to claim 11 or 12, wherein the nanostructure is an antireflection body.
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