JP2010001419A - Uv nanoimprint molding and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部品などに用いられるＵＶナノインプリント成型体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a UV nanoimprint molding used for optical parts and the like, and a method for producing the same.
ナノインプリント技術は、射出成型では不可能なナノメータサイズからマイクロメータサイズの部品を、金型を使いて基材に転写する方法であり、ＵＶ（Ultra-Violet）ナノインプリント法と熱ナノインプリント法の２種類がある。ＵＶナノインプリント法は、金型に流入したＵＶ硬化樹脂にＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂を硬化させて成型する方法であり、熱ナノインプリント法は、金型に流入した熱可塑性樹脂に熱及び圧力を加えて成型する方法である。ＵＶナノインプリント法では、硬化時間が数秒程度で短いが、ＵＶ硬化樹脂材料の種類が少ない。一方、熱ナノインプリント法では、加熱冷却工程があるため、成形時間が比較的長いが、熱可塑性材料の種類が多い。このように、両ナノインプリント法にはそれぞれ長所・短所があるが、生産性を考慮すると、ＵＶナノインプリント法が望ましい方法である。 Nanoimprint technology is a method of transferring parts from nanometer to micrometer size, which is impossible with injection molding, onto a substrate using a mold. There are two types, UV (Ultra-Violet) nanoimprint method and thermal nanoimprint method. is there. The UV nanoimprint method is a method in which the UV curable resin that has flowed into the mold is irradiated with UV light to cure the UV curable resin, and the thermal nanoimprint method is a method in which heat and pressure are applied to the thermoplastic resin that has flowed into the mold. It is the method of adding and molding. In the UV nanoimprint method, the curing time is as short as several seconds, but there are few types of UV curable resin materials. On the other hand, in the thermal nanoimprint method, since there is a heating and cooling step, the molding time is relatively long, but there are many types of thermoplastic materials. Thus, although both nanoimprint methods have advantages and disadvantages, the UV nanoimprint method is a desirable method in consideration of productivity.
ＵＶナノインプリント法に使用されるＵＶ硬化樹脂としては、ラジカル反応によるアクリル系のＵＶ硬化樹脂や、カチオン系ＵＶ硬化樹脂がある。カチオン系ＵＶ硬化樹脂は、ラジカル系ＵＶ硬化樹脂と比べて、耐熱性、密着性、酸素阻害（大気中で表面が硬化しない）が無いなどの優れた点がある（特許文献１）。 Examples of the UV curable resin used in the UV nanoimprint method include an acrylic UV curable resin by radical reaction and a cationic UV curable resin. The cationic UV curable resin is superior to the radical UV curable resin in that it has excellent heat resistance, adhesion, and oxygen inhibition (the surface does not cure in the air) (Patent Document 1).
カチオン系ＵＶ硬化樹脂の硬化反応を決定する要因は、光酸発生剤とモノマーの種類である。光酸発生剤は、ＵＶ光照射で酸を発生させるものであり、その酸の強度と反応速度は比例しており、酸の強度が強ければ、反応速度が速くなる。市販されている光酸発生剤の強度は、アニオンの種類で、例えば、テトラキスペンタフルオロフェニルボレート＞ヘキサフルオロアンチモン＞ヘキサフルオロホスフェートの順である。
ＵＶナノインプリント法においては、硬化時間が短いことが要求され、さらに得られたナノインプリント成型体を光学部品に適用する場合は、併せて硬化後に変色が小さいことも要求される。カチオン系ＵＶ硬化樹脂に、硬化速度が速いテトラキスペンタフルオロボレートを適正量使用して硬化させると、硬化時に変色が発生することがある。あるいは、硬化時に変色しない場合でも、その後の加熱工程（加熱温度約１５０℃以上で数分）で変色が発生することがある。これは、高速硬化の光酸発生剤にＵＶ光が照射されると強力な酸が発生して、この酸が硬化後のポリマーも酸分解するからであると考えられる。また、この変色については、ナノインプリント成型体の膜厚やＵＶ光の照射強度に起因する。 In the UV nanoimprint method, a short curing time is required. Further, when the obtained nanoimprint molding is applied to an optical component, it is also required that the discoloration is small after curing. If a proper amount of tetrakispentafluoroborate having a high curing rate is used in the cationic UV curable resin and cured, discoloration may occur during curing. Alternatively, even when the color does not change at the time of curing, the color change may occur in the subsequent heating process (a heating temperature of about 150 ° C. or higher for several minutes). This is considered to be because when UV light is irradiated to the fast-curing photoacid generator, a strong acid is generated, and this acid also decomposes the polymer after curing. In addition, this discoloration is caused by the film thickness of the nanoimprint molding or the irradiation intensity of UV light.
ヘキサフルオロアンチモンは、テトラキスペンタフルオロボレートよりは、酸分解による変色は少なく、硬化速度もテトラキスペンタフルオロボレートと大きな差はないが、アンチモンの毒性のために、その使用を規制することが想定される。その点ヘキサフルオロホスフェートは、酸分解に起因する変色がなく毒性も低いが、硬化速度がテトラキスペンタフルオロボレートと比べて数倍遅いので、スループットに直接影響を考慮すると使用することは難しい。このように、ＵＶナノインプリント法で成型され、耐熱性、密着性、酸素阻害に優れると共に、生産性が良く、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するＵＶナノインプリント成型体が望まれていた。 Hexafluoroantimony has less discoloration due to acid decomposition than tetrakispentafluoroborate, and the curing rate is not much different from tetrakispentafluoroborate, but it is expected to regulate its use due to the toxicity of antimony. . In this respect, hexafluorophosphate has no discoloration due to acid decomposition and low toxicity, but its curing rate is several times slower than that of tetrakispentafluoroborate, so it is difficult to use it considering direct influence on the throughput. Thus, there has been a demand for a UV nanoimprint molded body that is molded by the UV nanoimprint method, has excellent heat resistance, adhesion, and oxygen inhibition, has high productivity, and is sufficiently transparent to be applicable as an optical component. .
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ＵＶナノインプリント法で成型され、生産性が良く、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するＵＶナノインプリント成型体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a UV nanoimprint molded body that is molded by the UV nanoimprint method, has high productivity, and is sufficiently transparent to be applicable as an optical component, and a method for manufacturing the same. For the purpose.
本発明のＵＶナノインプリント成型体は、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いてナノインプリント技術により得られたＵＶナノインプリント成型体であって、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂は、カチオン反応系モノマーと、光酸発生剤とを含み、前記光酸発生剤は、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して０．０１重量％〜０．２重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して１重量％〜５重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含有することを特徴とする。 The UV nanoimprint molded article of the present invention is a UV nanoimprint molded article obtained by nanoimprint technology using a cationic UV curable resin, wherein the cationic UV curable resin comprises a cation reaction monomer, a photoacid generator, The photoacid generator is 0.01 wt% to 0.2 wt% of tetrakis pentafluoroborate with respect to the whole cationic UV curable resin, and 1 wt% with respect to the whole cationic UV curable resin. % To 5% by weight of hexafluorophosphate.
この構成によれば、テトラキスペンタフルオロボレートとヘキサフルオロホスフェートとを適正量含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いているので、ＵＶ光が照射された際に発生する酸によりポリマーが酸分解することなく、変色を防止できると共に、硬化速度を高めることが可能となり、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するＵＶナノインプリント成型体を実現することができる。 According to this configuration, since a cationic UV curable resin containing an appropriate amount of tetrakispentafluoroborate and hexafluorophosphate is used, the polymer is not decomposed by acid generated by irradiation with UV light. Discoloration can be prevented, the curing rate can be increased, and a UV nanoimprint molded body having sufficient transparency to be applied as an optical component can be realized.
本発明のＵＶナノインプリント成型体においては、前記光酸発生剤は、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して０．１重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して２重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含むことが好ましい。 In the UV nanoimprint molded article of the present invention, the photoacid generator contains 0.1% by weight of tetrakispentafluoroborate with respect to the whole cationic UV curable resin and 2% with respect to the whole cationic UV curable resin. It is preferable to contain 6% by weight of hexafluorophosphate.
本発明のＵＶナノインプリント成型体においては、前記ＵＶナノインプリント成型体は、光学部品であることが好ましい。 In the UV nanoimprint molding of the present invention, the UV nanoimprint molding is preferably an optical component.
本発明のＵＶナノインプリント成型体の製造方法は、樹脂全体に対して０．０１重量％〜０．２重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、前記樹脂全体に対して１重量％〜５重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含有する光酸発生剤と、カチオン反応系モノマーと、を含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を所定形状のキャビティを有する型に流入する工程と、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂にＵＶ光を照射することにより、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂を硬化させて前記所定形状のナノインプリント成型体を得る工程と、を具備することを特徴とする。 The method for producing a UV nanoimprint molding of the present invention comprises 0.01% to 0.2% by weight of tetrakispentafluoroborate based on the whole resin and 1% to 5% by weight of hexaxe based on the whole resin. A step of flowing a cationic UV curable resin containing a photoacid generator containing fluorophosphate and a cationic reaction monomer into a mold having a cavity having a predetermined shape; and UV light is applied to the cationic UV curable resin. And irradiating to cure the cationic UV curable resin to obtain the nanoimprint molded body having the predetermined shape.
この方法によれば、テトラキスペンタフルオロボレートとヘキサフルオロホスフェートとを適正量含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いているので、ＵＶ光が照射された際に発生する酸によりポリマーが酸分解することなく、変色を防止できると共に、硬化速度を高めることが可能となる。これにより、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するＵＶナノインプリント成型体を得ることができる。 According to this method, since a cationic UV curable resin containing appropriate amounts of tetrakispentafluoroborate and hexafluorophosphate is used, the polymer is not decomposed by an acid generated when irradiated with UV light. Discoloration can be prevented and the curing rate can be increased. Thereby, it is possible to obtain a UV nanoimprint molded body having sufficient transparency to be applied as an optical component.
本発明のＵＶナノインプリント成型体は、カチオン反応系モノマーと、光酸発生剤とを含み、前記光酸発生剤は、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して０．０１重量％〜０．２重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して１重量％〜５重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含有するカチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いるので、生産性が良く、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するものである。 The UV nanoimprint molding of the present invention includes a cation-reactive monomer and a photoacid generator, and the photoacid generator is 0.01% by weight to 0.2% by weight with respect to the entire cationic UV curable resin. % Of tetrakispentafluoroborate and 1 wt% to 5 wt% of hexafluorophosphate based on the whole of the cationic UV curable resin, so that the productivity is good and the optical component It has sufficient transparency to be applicable as.
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明に係るＵＶナノインプリント成型体は、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いてナノインプリント技術により得られたものであり、カチオン系ＵＶ硬化樹脂が、カチオン反応系モノマーと、光酸発生剤とを含み、その光酸発生剤が、カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して０．０１重量％〜０．２重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して１重量％〜５重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含有することを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The UV nanoimprint molding according to the present invention is obtained by nanoimprint technology using a cationic UV curable resin, and the cationic UV curable resin contains a cation reaction monomer and a photoacid generator, The photoacid generator is 0.01% to 0.2% by weight of tetrakispentafluoroborate with respect to the whole cationic UV curable resin, and 1% to 5% by weight with respect to the whole cationic UV curable resin. And hexafluorophosphate.
カチオン系ＵＶ硬化樹脂に含まれるカチオン反応系モノマーとしては、ビスフェノールＡ（又はビスフェノールＦ）グリシジルエーテル、脂環型エポキシ、オキセタン、ビニルエーテル、フルオレンエポキシ、ナフタレンエポキシなどが挙げられる。 Examples of the cationic reaction monomer contained in the cationic UV curable resin include bisphenol A (or bisphenol F) glycidyl ether, alicyclic epoxy, oxetane, vinyl ether, fluorene epoxy, naphthalene epoxy, and the like.
カチオン系ＵＶ硬化樹脂に含まれる光酸発生剤は、カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して０．０１重量％〜０．２重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して１重量％〜５重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含有する。テトラキスペンタフルオロボレートとヘキサフルオロホスフェートとを適正量含むことにより、ＵＶ光が照射された際に発生する酸によりポリマーが酸分解することなく、変色を防止できると共に、硬化速度を高めることが可能となる。これにより、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するＵＶナノインプリント成型体を得ることができる。特に、光酸発生剤は、カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して０．１重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、カチオン系ＵＶ硬化樹脂全体に対して２重量％のヘキサフルオロホスフェートとを含むことが好ましい。 The photoacid generator contained in the cationic UV curable resin is 0.01% to 0.2% by weight of tetrakispentafluoroborate with respect to the entire cationic UV curable resin and the entire cationic UV curable resin. 1% to 5% by weight of hexafluorophosphate. By including appropriate amounts of tetrakispentafluoroborate and hexafluorophosphate, it is possible to prevent discoloration of the polymer without acid decomposition by the acid generated when irradiated with UV light, and to increase the curing rate. Become. Thereby, it is possible to obtain a UV nanoimprint molded body having sufficient transparency to be applied as an optical component. In particular, the photoacid generator may contain 0.1% by weight of tetrakispentafluoroborate with respect to the whole cationic UV curable resin and 2% by weight of hexafluorophosphate with respect to the whole cationic UV curable resin. preferable.
カチオン系ＵＶ硬化樹脂は、本発明の効果を損なわない質的、量的範囲内で他の成分を含有しても良い。例えば、カチオン系ＵＶ硬化樹脂は、ＵＶナノインプリント成型体を光学部品に適用する場合などには、高屈折率成分を含有させても良く、ＵＶ光の吸収率を高めるために、増感剤などを含有させても良い。 The cationic UV curable resin may contain other components within a qualitative and quantitative range that does not impair the effects of the present invention. For example, a cationic UV curable resin may contain a high refractive index component when applying a UV nanoimprint molded article to an optical component, and a sensitizer or the like is added to increase the absorption rate of UV light. It may be included.
上記カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて成型されたＵＶナノインプリント成型体は、光導波路型照光フィルム、光導波路、レンズなどの光学部品に適用することができる。 The UV nanoimprint molded body molded using the cationic UV curable resin can be applied to optical components such as an optical waveguide illumination film, an optical waveguide, and a lens.
このように、本発明に係るＵＶナノインプリント成型体は、テトラキスペンタフルオロボレートとヘキサフルオロホスフェートとを適正量含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いているので、生産性が良く、光学部品として適用できるために十分な透明性を有するものである。また、このＵＶナノインプリント成型体は、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いているので、耐熱性、密着性、酸素阻害のない優れた特性を持つ。 As described above, the UV nanoimprint molding according to the present invention uses a cationic UV curable resin containing an appropriate amount of tetrakispentafluoroborate and hexafluorophosphate, so that the productivity is good and it can be applied as an optical component. It has sufficient transparency. Moreover, since this UV nanoimprint molded article uses a cationic UV curable resin, it has excellent characteristics without heat resistance, adhesion, and oxygen inhibition.
次に、本発明のＵＶナノインプリント成型体の製造方法について説明する。本発明のＵＶナノインプリント成型体の製造方法においては、樹脂全体に対して０．０１重量％〜０．２重量％のテトラキスペンタフルオロボレートと、前記樹脂全体に対して１重量％〜５重量％のヘキサフルオロホスフェートと、を含有する光酸発生剤と、カチオン反応系モノマーと、を含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を所定形状のキャビティを有する型に流入し、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂にＵＶ光を照射することにより、前記カチオン系ＵＶ硬化樹脂を硬化させて前記所定形状のナノインプリント成型体を得る。 Next, the manufacturing method of the UV nanoimprint molding of the present invention will be described. In the method for producing a UV nanoimprint molding of the present invention, 0.01% to 0.2% by weight of tetrakispentafluoroborate with respect to the whole resin, and 1% to 5% by weight with respect to the whole resin. A cationic UV curable resin containing a photoacid generator containing hexafluorophosphate and a cationic reaction monomer is introduced into a mold having a cavity with a predetermined shape, and the cationic UV curable resin is irradiated with UV light. By doing so, the cationic UV curable resin is cured to obtain the nanoimprint molded body having the predetermined shape.
ＵＶナノインプリント成型体は、例えば、図１に示すようにして製造することができる。まず、図１（ａ）に示すように、所定形状のキャビティ（ここでは凹部）１ａを有する金型１のキャビティ１ａ内にＵＶ硬化樹脂２を流入する。次いで、図１（ｂ）に示すように、金型１を真空下において（少なくともキャビティ１ａ領域を枠材３などで覆って真空下において）、真空脱泡を行うことにより、ＵＶ硬化樹脂２に含まれるエア２ａを除去する。次いで、図１（ｃ）に示すように、ＵＶ硬化樹脂２上に透明基材４を置く。次いで、図１（ｄ）に示すように、ローラ５を押圧しながら透明基材４上を移動させてローラ５の押圧力によりＵＶ硬化樹脂２の厚さを均一にする。その後、図１（ｅ）に示すように、ＵＶ硬化樹脂２に対して光源６からＵＶ光を照射してＵＶ硬化樹脂２を硬化させる。そして、図１（ｆ）に示すように、ＵＶ硬化後に、金型１から透明基材４を外すことにより、透明基材４と共にＵＶナノインプリント成型体２’が得られる。
The UV nanoimprint molding can be produced, for example, as shown in FIG. First, as shown in FIG. 1A, a UV
次に、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。なお、ＵＶナノインプリント成型体が光学部品に適用される場合について説明する。
（実施例１）
カチオン反応系モノマーとして、オキセタン（ＯＸＴ１０１：東亜合成社製、商品名）を２８重量％、オキセタン（ＯＸＴ２１１：東亜合成社製、商品名）を７重量％含み、脂環式エポキシとして、ＣＥＬ２０２１Ｐ（ダイセル工業社製、商品名）を２０重量％含み、光酸発生剤として、テトラキスヘキサフルオロボレートＰＩ２０７４（ローディア社製、商品名）を０．１３重量％、ペンタフルオロホスフェート イルガキュアＩＲＧＡ２５０（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を１．３重量％含み、高屈折率エポキシとして、ナフタレンＨＰ４０３２（大日本インキ社製、商品名）を２２重量％含み、フルオレン オグソールＥＧ０１（大阪ガス社製、商品名）を２２重量％含み、増感剤として、イルガキュアＩＲＧＡ１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を０．４重量％含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を準備した。これらの組成比については、下記表１に示す。
Next, examples performed for clarifying the effects of the present invention will be described. A case where the UV nanoimprint molding is applied to an optical component will be described.
Example 1
CEL2021P (Daicel) includes oxetane (OXT101: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as a cation reaction monomer and 28% by weight of oxetane (OXT211: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as an alicyclic epoxy. 20% by weight, manufactured by Kogyo Co., Ltd., and 20% by weight of tetraacid hexafluoroborate PI 2074 (trade name, manufactured by Rhodia), 0.13% by weight of pentafluorophosphate IRGA250 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) ), 1.3 wt%, and high refractive index epoxy, including naphthalene HP4032 (Dainippon Ink Co., Ltd., trade name) and 22 wt%, and fluorene ogsol EG01 (Osaka Gas Co., Ltd. trade name). Irgacure IRGA184 as a sensitizer Ciba Specialty Chemicals Inc., was prepared cationic UV curable resins containing 0.4% by weight of trade name). These composition ratios are shown in Table 1 below.
上記カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて、図１に示すようにして、ＵＶナノインプリント成型体を成型した。このとき、ＵＶ光の照射エネルギーを０ｍＪ／ｃｍ２、５０ｍＪ／ｃｍ２、１００ｍＪ／ｃｍ２、２００ｍＪ／ｃｍ２、５００ｍＪ／ｃｍ２、１０００ｍＪ／ｃｍ２と変えてその硬化速度を調べた。その結果を図２に示す。なお、硬化速度（反応性の評価）においては、エポキシ系の場合、反応（重合）が進むとエーテル構造が増え、それに起因する１０６９ｃｍ−１の赤外線吸収が増加するので、赤外線分光計を用いて１０６９ｃｍ−１の吸収と、他の赤外線吸収（１２２２ｃｍ−１）とを調べ、１０６９ｃｍ−１の吸収を１２２２ｃｍ−１の吸収で規格化し、その結果を重合の度合として、硬化速度として評価した（図３参照）。すなわち、一定のＵＶ光の強度でその吸収の増加量が時間当たり大きいほど硬化速度が速いことになる。 Using the cationic UV curable resin, a UV nanoimprint molding was molded as shown in FIG. At this time, the irradiation rate of UV light was changed to 0 mJ / cm 2 , 50 mJ / cm 2 , 100 mJ / cm 2 , 200 mJ / cm 2 , 500 mJ / cm 2 , and 1000 mJ / cm 2, and the curing rate was examined. The result is shown in FIG. In the curing rate (reactivity evaluation), in the case of an epoxy system, as the reaction (polymerization) proceeds, the ether structure increases and the infrared absorption at 1069 cm −1 resulting therefrom increases, so an infrared spectrometer is used. It examined the absorption of 1069cm -1, and other infrared absorbing (1222cm -1), normalized absorption 1069Cm -1 in absorption of 1222cm -1, as a result the degree of polymerization was evaluated as cure rate (Fig. 3). That is, the curing rate increases as the amount of increase in absorption per unit time increases with a constant UV light intensity.
また、上記のカチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて、ＵＶ光の照射強度を２００ｍＪ／ｃｍ２でＵＶ硬化してなるＵＶナノインプリント成型体を、温度２６０℃、２分間の鉛フリー半田のリフロー工程に供し、その際の変色を調べた。その結果を下記表１に併記した。変色の評価としては、目視で明らかな褐変が認められない場合を○とし、認められた場合を×とした。 In addition, a UV nanoimprint molded body obtained by UV curing with the irradiation intensity of UV light at 200 mJ / cm 2 using the above cationic UV curable resin is subjected to a lead-free solder reflow process at a temperature of 260 ° C. for 2 minutes. Then, the discoloration at that time was examined. The results are also shown in Table 1 below. For the evaluation of discoloration, the case where no obvious browning was observed visually was marked with ◯, and the case where it was recognized was marked with ×.
（実施例２）
カチオン反応系モノマーとして、オキセタン（ＯＸＴ１０１：東亜合成社製、商品名）を２７重量％、オキセタン（ＯＸＴ２１１：東亜合成社製、商品名）を７重量％含み、脂環式エポキシとして、ＣＥＬ２０２１Ｐ（ダイセル工業社製、商品名）を２０重量％含み、光酸発生剤として、テトラキスヘキサフルオロボレートＰＩ２０７４（ローディア社製、商品名）を０．１４重量％、ペンタフルオロホスフェート イルガキュアＩＲＧＡ２５０（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を２．７重量％含み、高屈折率エポキシとして、ナフタレンＨＰ４０３２（大日本インキ社製、商品名）を２１重量％含み、フルオレン オグソールＥＧ０１（大阪ガス社製、商品名）を２１重量％含み、増感剤として、イルガキュアＩＲＧＡ１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を０．４重量％含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を準備した。
(Example 2)
CEL2021P (Daicel) contains 27% by weight of oxetane (OXT101: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) and 7% by weight of oxetane (OXT211: product of Toa Gosei Co., Ltd.) as the cation reaction monomer. 20% by weight (trade name, manufactured by Kogyo Co., Ltd.), 0.14% by weight of tetrakishexafluoroborate PI 2074 (trade name, manufactured by Rhodia), pentafluorophosphate IRGA250 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) ), 2.7 wt%, and 21 wt% of naphthalene HP4032 (Dainippon Ink Co., Ltd., trade name) as a high refractive index epoxy, and 21 fluorene ogsol EG01 (trade name, Osaka Gas Co., Ltd.). Irgacure IRGA184 as a sensitizer Ciba Specialty Chemicals Inc., was prepared cationic UV curable resins containing 0.4% by weight of trade name).
実施例１と同様にして、得られたカチオン系ＵＶ硬化樹脂について、ＵＶ光の照射エネルギーを変えてＵＶ硬化を行ってＵＶナノインプリント成型体を作製し、それらの硬化速度を調べた。その結果を図２に示す。また、実施例１と同様にして、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて得られたＵＶナノインプリント成型体の変色を調べた。その結果を下記表１に併記した。 In the same manner as in Example 1, the obtained cationic UV curable resin was subjected to UV curing while changing the irradiation energy of UV light to produce a UV nanoimprint molded product, and the curing rate thereof was examined. The result is shown in FIG. Further, in the same manner as in Example 1, the discoloration of the UV nanoimprint molding obtained using the cationic UV curable resin was examined. The results are also shown in Table 1 below.
（比較例１）
カチオン反応系モノマーとして、オキセタン（ＯＸＴ１０１：東亜合成社製、商品名）を２８重量％、オキセタン（ＯＸＴ２１１：東亜合成社製、商品名）を７重量％含み、脂環式エポキシとして、ＣＥＬ２０２１Ｐ（ダイセル工業社製、商品名）を２１重量％含み、光酸発生剤として、テトラキスヘキサフルオロボレートＰＩ２０７４（ローディア社製、商品名）を０．１４重量％含み、高屈折率エポキシとして、ナフタレンＨＰ４０３２（大日本インキ社製、商品名）を２１重量％含み、フルオレン オグソールＥＧ０１（大阪ガス社製、商品名）を２１重量％含み、増感剤として、イルガキュアＩＲＧＡ１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を０．４重量％含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を準備した。
(Comparative Example 1)
CEL2021P (Daicel) includes oxetane (OXT101: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as a cation reaction monomer and 28% by weight of oxetane (OXT211: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as an alicyclic epoxy. Kogyo Kogyo Co., Ltd., trade name) containing 21 wt%, photoacid generator containing tetrakishexafluoroborate PI2074 (Rhodia Co., trade name) 0.14 wt%, and high refractive index epoxy, naphthalene HP4032 (large Nippon Ink Co., Ltd., trade name) 21% by weight, fluorene ogsol EG01 (Osaka Gas Co., trade name) 21% by weight, and as a sensitizer, Irgacure IRGA184 (Ciba Specialty Chemicals, trade name) A cationic UV curable resin containing 0.4% by weight was prepared.
実施例１と同様にして、得られたカチオン系ＵＶ硬化樹脂について、ＵＶ光の照射エネルギーを変えてＵＶ硬化を行ってＵＶナノインプリント成型体を作製し、それらの硬化速度を調べた。その結果を図２に示す。また、実施例１と同様にして、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて得られたＵＶナノインプリント成型体の変色を調べた。その結果を下記表１に併記した。 In the same manner as in Example 1, the obtained cationic UV curable resin was subjected to UV curing while changing the irradiation energy of UV light to produce a UV nanoimprint molded product, and the curing rate thereof was examined. The result is shown in FIG. Further, in the same manner as in Example 1, the discoloration of the UV nanoimprint molding obtained using the cationic UV curable resin was examined. The results are also shown in Table 1 below.
（比較例２）
カチオン反応系モノマーとして、オキセタン（ＯＸＴ１０１：東亜合成社製、商品名）を２８重量％、オキセタン（ＯＸＴ２１１：東亜合成社製、商品名）を７重量％含み、脂環式エポキシとして、ＣＥＬ２０２１Ｐ（ダイセル工業社製、商品名）を２３重量％含み、光酸発生剤として、テトラキスヘキサフルオロボレートＰＩ２０７４（ローディア社製、商品名）を０．５４重量％含み、高屈折率エポキシとして、ナフタレンＨＰ４０３２（大日本インキ社製、商品名）を２１重量％含み、フルオレン オグソールＥＧ０１（大阪ガス社製、商品名）を２１重量％含み、増感剤として、イルガキュアＩＲＧＡ１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を０．４重量％含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を準備した。
(Comparative Example 2)
CEL2021P (Daicel) includes oxetane (OXT101: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as a cation reaction monomer and 28% by weight of oxetane (OXT211: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as an alicyclic epoxy. Kogyo Co., Ltd., trade name) containing 23 wt%, photoacid generator containing tetrakishexafluoroborate PI2074 (Rhodia Co., trade name) 0.54 wt%, and high refractive index epoxy, naphthalene HP4032 (large Nippon Ink Co., Ltd., trade name) 21% by weight, fluorene ogsol EG01 (Osaka Gas Co., trade name) 21% by weight, and as a sensitizer, Irgacure IRGA184 (Ciba Specialty Chemicals, trade name) A cationic UV curable resin containing 0.4% by weight was prepared.
実施例１と同様にして、得られたカチオン系ＵＶ硬化樹脂について、ＵＶ光の照射エネルギーを変えてＵＶ硬化を行ってＵＶナノインプリント成型体を作製し、それらの硬化速度を調べた。その結果を図２に示す。また、実施例１と同様にして、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて得られたＵＶナノインプリント成型体の変色を調べた。その結果を下記表１に併記した。 In the same manner as in Example 1, the obtained cationic UV curable resin was subjected to UV curing while changing the irradiation energy of UV light to produce a UV nanoimprint molded product, and the curing rate thereof was examined. The result is shown in FIG. Further, in the same manner as in Example 1, the discoloration of the UV nanoimprint molding obtained using the cationic UV curable resin was examined. The results are also shown in Table 1 below.
（比較例３）
カチオン反応系モノマーとして、オキセタン（ＯＸＴ１０１：東亜合成社製、商品名）を２８重量％、オキセタン（ＯＸＴ２１１：東亜合成社製、商品名）を７重量％含み、脂環式エポキシとして、ＣＥＬ２０２１Ｐ（ダイセル工業社製、商品名）を２２重量％含み、光酸発生剤として、ペンタフルオロホスフェート イルガキュアＩＲＧＡ２５０（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を２．６重量％含み、高屈折率エポキシとして、ナフタレンＨＰ４０３２（大日本インキ社製、商品名）を２１重量％含み、フルオレン オグソールＥＧ０１（大阪ガス社製、商品名）を２１重量％含み、増感剤として、イルガキュアＩＲＧＡ１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製、商品名）を０．４重量％含むカチオン系ＵＶ硬化樹脂を準備した。
(Comparative Example 3)
CEL2021P (Daicel) includes oxetane (OXT101: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as a cation reaction monomer and 28% by weight of oxetane (OXT211: manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., trade name) as an alicyclic epoxy. Kogyo Kogyo Co., Ltd., trade name) containing 22% by weight, photoacid generator containing 2.6% by weight of pentafluorophosphate Irgacure IRGA250 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals), and high refractive index epoxy, naphthalene HP4032. (Trade name, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.) 21% by weight, fluorene ogsol EG01 (produced by Osaka Gas Co., Ltd., product name) is contained by 21% by weight, and as a sensitizer, Irgacure IRGA184 (trade name, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) ) Based on a cationic UV curable resin containing 0.4% by weight It was.
実施例１と同様にして、得られたカチオン系ＵＶ硬化樹脂について、ＵＶ光の照射エネルギーを変えてＵＶ硬化を行ってＵＶナノインプリント成型体を作製し、それらの硬化速度を調べた。その結果を図２に示す。また、実施例１と同様にして、カチオン系ＵＶ硬化樹脂を用いて得られたＵＶナノインプリント成型体の変色を調べた。その結果を下記表１に併記した。
図２及び表１から分かるように、本発明に係るＵＶナノインプリント成型体（実施例１及び実施例２）は、テトラキスペンタフルオロボレートとヘキサフルオロホスフェートとが適正量で含まれているので、低い照射エネルギーで硬化が進んでおり、硬化速度が速くまた最終的な重合の度合いが高かった。また、本発明に係るＵＶナノインプリント成型体（実施例１及び実施例２）は、変色が非常に小さいものであった。一方、比較例１のＵＶナノインプリント成型体は、変色は小さいものの光酸発生剤としての効果が少なすぎ、硬化速度が遅く、また十分に照射エネルギーを与えても重合の度合いが高くならなかった。また、比較例２のＵＶナノインプリント成型体は、光酸発生剤としてテトラキスペンタフルオロボレートのみを用いているので、硬化速度が速いが、変色が発生した。また、比較例３のＵＶナノインプリント成型体は、光酸発生剤としてヘキサフルオロホスフェートのみを用いているので、変色は抑えられているが、硬化速度が遅く、重合の度合いも高くならなかった。また、実施例２と比較例３とを比較すると、実施例２の方が、光酸発生剤が半分程度と少なく光学特性に優れるにもかかわらず硬化速度も最終的な重合の度合いも高かった。 As can be seen from FIG. 2 and Table 1, the UV nanoimprint moldings (Examples 1 and 2) according to the present invention contain tetrakispentafluoroborate and hexafluorophosphate in appropriate amounts, so that low irradiation is achieved. Curing progressed with energy, the curing rate was fast, and the degree of final polymerization was high. Further, the UV nanoimprint moldings (Examples 1 and 2) according to the present invention had very little discoloration. On the other hand, the UV nanoimprint molded article of Comparative Example 1 had a small discoloration, but was too little effective as a photoacid generator, had a slow curing rate, and did not increase the degree of polymerization even when sufficient irradiation energy was applied. Moreover, since the UV nanoimprint molding of Comparative Example 2 uses only tetrakispentafluoroborate as a photoacid generator, the curing speed is high, but discoloration occurs. Moreover, since the UV nanoimprint molding of Comparative Example 3 uses only hexafluorophosphate as a photoacid generator, discoloration is suppressed, but the curing rate is slow and the degree of polymerization does not increase. Further, comparing Example 2 with Comparative Example 3, Example 2 had a higher curing rate and a higher degree of final polymerization in spite of the fact that the photoacid generator was about half and the optical properties were excellent. .
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。本発明は、図１に示すＵＶナノインプリント成型体の製造方法に限定されず、適宜変更して実施することができる。また、上記実施の形態においては、ＵＶナノインプリント成型体が光学部品に適用される場合について説明しているが、本発明はこれに限定されず、ＵＶナノインプリント成型体が他の用途に用いられる場合にも同様に適用することができる。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be implemented with various modifications. The present invention is not limited to the method for producing the UV nanoimprint molding shown in FIG. 1, and can be implemented with appropriate modifications. Moreover, in the said embodiment, although the case where UV nanoimprint molding is applied to an optical component is demonstrated, this invention is not limited to this, When UV nanoimprint molding is used for another use. Can be applied similarly. Other modifications may be made as appropriate without departing from the scope of the object of the present invention.
本発明のＵＶナノインプリント成型体は、光導波路型照光フィルム、光導波路、レンズなどの光学部品に適用することができる。 The UV nanoimprint molding of the present invention can be applied to optical components such as an optical waveguide illumination film, an optical waveguide, and a lens.
１ 金型
２ ＵＶ硬化樹脂
２’ ＵＶナノインプリント成型体
３ 枠体
４ 透明基材
５ ローラ
６ 光源
DESCRIPTION OF
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