結構體及其制造方法，以及具有該結構體的物品的制作方法
【技術領域】
[00011本發明涉及結構體及其制造方法，以及具有上述結構體的物品。本申請基于2013 年9月18日在日本申請的特愿2013-193215號主張優先權，在這里援引其內容。
【背景技術】
[0002] 已知表面具有微細凹凸結構的結構體，通過折射率的連續變化，呈現防反射性能。 此外，微細凹凸結構體通過蓮花效應，呈現超防水性能。
[0003] 為呈現良好的防反射性能，微細凹凸結構的相鄰的凸部或凹部的間隔必須在可見 光的波長以下，作為表面具有這樣的微細凹凸結構的結構體的制造方法，例如，已知具有下 述工序(i)~（iii)的所謂的納米壓印法。 (i) 在表面具有微細凹凸結構的反轉結構的模具和基材之間夾持活性能量射線固化型 樹脂組合物的工序。 (ii) 對上述活性能量射線固化型樹脂組合物照射紫外線等活性能量射線，使活性能量 射線固化型樹脂組合物硬化的工序。 (iii) 將固化物與模具分離的工序。
[0004] 但是，表面具有微細凹凸結構的結構體具有以下問題：相比于用與形成上述微細 凹凸結構的材料相同的材料制作的表面具有平滑的固化涂層的結構體，其耐擦傷性差;納 米級的突起易受到損傷，或通過反復實施對表面附著的污漬進行擦拭的操作，突起磨損，從 而防反射性能易下降。
[0005] 作為提高表面具有微細凹凸結構的結構體的耐擦傷性的方法，可列舉使形成上述 微細凹凸結構的材料中含有潤滑劑，從而易在表面滑動、防止納米級的突起損傷的方法。
[0006] 但是，存在潤滑劑經常滲出在結構體表面的情況，據此，產生表面的反射率或霧度 值上升，防反射性能下降的問題。
[0007] 此外，提出了通過在微細凹凸結構的形成中使用柔軟的樹脂組合物，對納米級的 突起賦予彈性，擋開負荷的方法(專利文獻1)。
[0008] 但是，如專利文獻1所述，對納米級的突起賦予彈力時，易使表面產生粘性而摩擦 力變高，必須用強力擦去污漬。但是，用強力擦去污漬時，納米級的突起易受損傷、產生與防 反射性能的下降相關的問題。 現有技術文獻 專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本專利特開2012-163723號公報
【發明內容】
發明要解決的課題
[0010] 本發明鑒于以上情況而得，課題是提供防反射性能以及耐擦傷性優異的結構體， 以及防反射性能以及耐擦傷性優異的結構體的制造方法。 解決課題的手段
[0011]本發明人們著眼于耐擦傷性和動摩擦系數的推移，深入研究，結果發現，在往復磨 耗試驗中初期磨耗階段越長，結構體具有的耐擦傷性越優異。并且，本發明人們發現，通過 控制形成微細凹凸結構的材料的彈性模量，將對具有上述微細凹凸結構的表面實施往復磨 耗試驗時的動摩擦系數的上升控制在特定范圍內，則能夠得到不損傷防反射性能等的光學 性能，且耐擦傷性優異的結構體，完成了本發明。
[0012]即，本發明具有以下方式。
[1] 一種結構體，其具有基材以及設置于上述基材的至少一面的微細凹凸結構層， 上述微細凹凸結構層設置于上述結構體的表面， 上述結構體的壓痕彈性模量是1~1300MPa，且以下式（1)所示的上述結構體表面的動 摩擦系數的變化率之比Δ μ為0.15~1.05。 Δ μ= Δ μL/ Δ ys (1) (式(1)中，△ ys表示結構體表面在往復磨耗試驗中初期磨耗階段的動摩擦系數的變化 率，△ yf表示結構體表面在往復磨耗試驗中試驗接近結束時的動摩擦系數的變化率。）
[2] 如[1]記載的結構體，其中，上述微細凹凸結構層的相鄰凸部間的平均間隔為400nm 以下，凸部的高寬比為0.7~1.4。
[3] 如[1]記載的結構體，其中，上述微細凹凸結構層的相鄰凸部間的平均間隔為120~ 250nm〇
[4] 如[1]~[3]的任一項記載的結構體，其特征在于，上述微細凹凸結構層包含活性能 量射線固化型樹脂組合物的固化物，上述活性能量射線固化型樹脂組合物至少包含具有氧 乙烯基的（甲基)丙烯酸酯。
[5] 如[1]~[4]的任一項記載的結構體，其中，上述式（1)所示的結構體表面的動摩擦 系數的變化率之比為0.3~1.0。
[6] 如[1]~[5]的任一項記載的結構體，其中，上述式（1)所示的結構體表面的動摩擦 系數的變化率之比為〇. 6~0.9。
[7] 如[1]~[6]的任一項記載的結構體，其中，上述結構體表面的動摩擦系數在0.55以 下。
[8] 如[1 ]~[7]的任一項記載的結構體，其中，上述結構體表面的動摩擦系數為0.38~ 0.5〇
[9] 如[1]~[8]的任一項記載的結構體，其中，上述結構體的壓痕彈性模量為160~ 300MPa〇
[10] 如[1]~[9]的任一項記載的結構體，其中，上述基材與上述微細凹凸結構層之間 進一步含有中間層。
[11] 如[10]記載的結構體，其中，上述中間層包含活性能量射線固化型樹脂組合物的 固化物，上述活性能量射線固化型樹脂組合物包含從酯（甲基)丙烯酸酯以及聚氨酯（甲基） 丙烯酸酯形成的群中選出的至少1種（甲基)丙烯酸酯。
[12] 如[1]~[11]的任一項記載的結構體，其中，上述基材是透光性基材。
[13] -種物品，其具備[1]~[12]的任一項記載的結構體。
[14] 一種結構體的制造方法，是[1]~[12]的任一項記載的結構體的制造方法，其包含 通過納米壓印法形成微細凹凸結構層的工序。 發明的效果
[0013] 本發明能夠提供不損害防反射性能等的光學性能、且耐擦傷性優異的結構體及其 制造方法，以及具備上述結構體的物品。
【附圖說明】
[0014]
[圖1]是展示本發明的結構體的一個例子的截面圖。
[圖2]是展示表面具有陽極氧化鋁的模具的制造工序的截面圖。
[圖3]是展示本發明的結構體的制造裝置的一個例子的構成圖。
[圖4]是往復次數與動摩擦系數的關系圖的一個例子，是根據往復磨耗試驗的結果得 到的。 符號說明 10結構體 12基材 14表層 20鋁基材 22細孔 24氧化膜 26細孔產生點 28模具 30輥狀模具 32儲罐 34氣壓缸 36壓料輥 38活性能量射線照射裝置 40剝離輥
【具體實施方式】
[0015] 下面，對本發明進行詳細地說明。 另外，本說明書中，"表層"是指結構體的表面配置的微細凹凸結構層。 此外，本說明書中的"活性能量射線"是指可見光、紫外線、電子束、等離子體、熱射線 (紅外線等)等。 此外，本說明書中的"(甲基)丙烯酸酯"是丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯的總稱，"(甲基） 丙烯酸"是丙烯酸和/或甲基丙烯酸的總稱。"(甲基)丙烯腈"是丙烯腈以及甲基丙烯腈的總 稱，"(甲基)丙烯酰胺"是丙烯酰胺以及甲基丙烯酰胺的總稱。
[0016] 圖1中，為使各層在圖面上為可確認的程度的大小，使比例尺不同。 此外，圖2以及圖3中，與圖1相同的構件標不相同的符號，有時省略其說明。
[0017] <結構體> 本發明的結構體具有基材、和設置于上述基材的至少一面的微細凹凸結構層。 微細凹凸結構層只要配置于結構體的至少一側的表面即可，也可以配置于兩側表面。 如后述所示，通過在結構體的表面具有微細凹凸結構層，能夠具備優異的防反射性能。 圖1是展示本發明的結構體的一個例子的截面圖。結構體10通過在基材12上層疊微細 凹凸結構層14而構成，微細凹凸結構層14的與基材接觸的表面的相反一側的表面具有微細 凹凸結構。 本發明的結構體的壓痕彈性模量為1~1300MPa。此外，下述式（1)所示的結構體表面的 動摩擦系數的變化率之比（Δ μ)為0.15~1.05。 Δ μ= Δ μL/ Δ ys · · · (1) (式(1)中，△ ys表示結構體表面在往復磨耗試驗中初期磨耗階段的動摩擦系數的變化 率，△ yf表示結構體表面在往復磨耗試驗中試驗接近結束時的動摩擦系數的變化率。） 由此，本發明的結構體的特征在于具備優異的耐擦傷性能。
[0018] "微細凹凸結構層" 微細凹凸結構層是其至少一側表面具有微細凹凸結構的層。 微細凹凸結構的凹部以及凸部的形狀只要在具有本發明的效果的范圍則沒有特別限 定，但優選所謂的蛾眼結構或者其反轉結構，其由多個近似圓錐形狀、棱錐形狀等的突起 (凸部)排列而成。特別是相鄰凸部之間的平均間隔為可見光的波長(400nm)以下的蛾眼結 構時，由于從空氣的折射率至材料的折射率，折射率連續地增大，因此作為防反射的手段是 有效的。
[0019] 優選微細凹凸結構層的相鄰凸部之間的平均間隔（以下，有時稱為"凸部的間 距"。）為可見光的波長以下，即400nm以下。若凸部的間距在400nm以下，則反射率低，且反射 率的波長依賴性少。從凸部結構的形成難易度的觀點考慮，凸部的間距更優選120~380nm， 進一步優選140~260nm，最優選160~200nm。 此外，可以通過電子顯微鏡觀察本發明的結構體的截面圖，測定50個點的相鄰凸部間 的間隔（從凸部的中心至相鄰凸部的中心的距離），將這些數值取平均值，算出相鄰凸部間 的平均間隔。
[0020] 微細凹凸結構的凸部的平均高度優選100~300nm，更優選120~250nm，特別優選 150~220nm，最優選160~190nm。若凸部的平均高度在100nm以上，則反射率低，且反射率的 波長依賴性少。此外，若凸部的平均高度在300nm以下，則容易抑制凸部之間接觸合一的現 象，因此優選。另外，可以在通過上述電子顯微鏡在倍率30000倍下觀察結構體的截面圖時， 測定50個點的凸部的最頂部與凸部間存在的凹部的最底部間的距離，將這些數值取平均值 而算出凸部的平均高度。
[0021] 此外，凸部的高寬比（凸部的平均高度/相鄰凸部之間的平均間隔）優選0.8~5,更 優選0.7~1.4,進一步優選0.8~1.2。若凸部的高寬比在0.8以上，則反射率充分變低。若凸 部的高寬比在5以下，則凸部的耐擦傷性變得良好。
[0022] "基材" 基材是支持微細凹凸結構層的載體。形狀可以適當選擇，可以是片狀，也可以是膜狀。 此處，片狀是指厚度超過200μπι的形狀，膜狀是指厚度在200μπι以下的形狀。此外，基材可以 是注射塑模成型體，也可以是擠出成型體，還可以是鑄造成型體。 作為基材的材料，例如可列舉丙烯酸系樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯等）、聚碳酸酯、苯乙烯 聚合物(或共聚物）、甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物、纖維素二乙酸酯、纖維素三乙酸酯、纖 維素乙酸酯丁酸酯、聚酯（聚對苯二甲酸乙二酯等）、聚酰胺、聚亞胺、聚醚砜、聚砜、聚烯烴 (聚乙烯、聚丙烯等）、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇縮醛、聚醚酮、聚氨酯、玻璃等。這些 材料可以單獨使用1種，也可以并用2種以上。 為了改良粘合性、抗靜電性、耐擦傷性、耐候性等，可以對基材的表面實施涂覆處理、電 暈處理等。 作為本發明的結構體中使用的基材，優選透光的透光性基材。若基材具有透光性，則能 夠得到透光性以及防反射性能優異的物品。此外，使用難以透光的模具形成微細凹凸結構 時，可以從基材側照射活性能量射線。 作為這樣的透光性基材，例如可列舉由丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯、纖維素三乙酸酯、聚 酯、聚烯烴、玻璃的材料形成的基材。這些材料可以單獨使用1種，也可以并用2種以上。此 外，由這樣的材料形成的基材由于具有透光性，因此優選。即，優選本發明的基材是透光性 基材。 本說明書中，所謂"透光性"是指透過可見光的基材。優選透光性基材的可見光的透過 率為85%以上。 此外，作為基材的厚度，優選1~ΙΟΟΟΟμπι，更優選15~200μπι。此外，基材的厚度可以使 用千分尺測定。
[0023] "用于形成微細凹凸結構層的材料" 作為用于形成微細凹凸結構層的材料，可列舉活性能量射線固化型樹脂組合物、熱塑 性樹脂、無機材料等，從易形成微細凹凸結構