JP2002011727A - 平板状の成形用型およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、表面に微細形状の凹凸有する樹脂成
形物を製造するに好適な、再版が容易で、安価に製造で
き、型再現性に優れた平板状の成形用型およびその製造
方法を提供することを目的とする。 【解決手段】金属板基材にアンカーコートを施し、該コ
ート面に熱硬化型エポキシ樹脂層を設けた構成であっ
て、前記熱硬化型エポキシ樹脂層の表面に所定形状の凹
凸を有することを特徴とする平板状の成形用型およびそ
の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細形状の凹凸有
する樹脂成形物を製造するに好適な成形用型およびその
製造方法に関する。本発明の成形用型を用いて成形され
る樹脂成形物の代表例として、光学レンズやスクリーン
などに用いられるフレネルレンズ板やレンチキュラー板
などが挙げられ、プロジェクション・タイプのテレビや
オーバヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）などの光学部品
として用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレンズシートを成形する
にあたり、代表的な手法として、以下のものが知られて
いる。

【０００３】プレス法 熱可塑性樹脂を、加熱されたスタンパを用いて押圧し、
レンズ面を成形する手法。

【０００４】キャスティング法 溶融軟化された熱可塑性樹脂を、スタンパの凹凸形成面
に塗布または注入し、前記樹脂を固化させてレンズ面を
成形する手法。

【０００５】また、近年ではこのような熱可塑性樹脂で
はなく、紫外線（ＵＶ）や電子線（ＥＢ）等に代表され
る電離放射線の照射によって硬化するタイプの樹脂を使
用してレンズシートを成形する手法として、以下に例示
する手法がある。

【０００６】特開平１−８６１０２号公報、特開平１−
１９２５２９号公報で提案されているように、レンズパ
ターン型上の一端部に紫外線硬化型樹脂液の液溜りがで
きるように塗布すると共にこの上に透明樹脂フィルムを
被覆し、該フィルムの液溜り側から反対側にかけてしご
きながら紫外線硬化型樹脂を展延させる方法が開示され
ている。

【０００７】また、特開平１−１７４４１８号公報で提
案されているように、金属金型（母型）に第１の樹脂を
注型して中間型を作製した後、この中間型に第２の樹脂
を注型して成形樹脂型を作製する製造方法が開示されて
いる。

【０００８】上記の成形樹脂型を作製する製造方法は、
中間型を作製する工程で多量の樹脂を使用せざるを得
ず、材料面でコスト高となる。また、設備面では真空チ
ャンバーでの脱泡工程が必要であり、大がかりな設備を
必要とする。従って、おのずと中間型のコストが高価な
ものになってしまうといった問題があった。また、中間
型を作製する樹脂として熱硬化型エポキシ樹脂を用いた
場合、硬化時の収縮によって型の寸法精度が悪く、型の
再現性に問題があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
鑑みてなされたものであって、表面に微細形状の凹凸有
する樹脂成形物を製造するに好適な、再版が容易で、安
価に製造でき、型再現性に優れた平板状の成形用型およ
びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、金属板基材にアンカーコー
トを施し、該コート面に熱硬化型エポキシ樹脂層を設け
た構成であって、前記熱硬化型エポキシ樹脂層の表面に
所定形状の凹凸を有することを特徴とする平板状の成形
用型である。

【００１１】請求項２記載の発明は、所定形状の凹凸を
有する平板スタンパ端部に付加重合型シリコン樹脂から
なる樹脂液溜まりを形成する樹脂塗布工程と、前記樹脂
液溜まりにプライマ処理を施したフィルム基材を密着さ
せ、気泡を除去しながらニップローラーで圧延しながら
積層する工程と、前記シリコン樹脂を硬化せしめる工程
と、表面に凹凸が転写された硬化シリコン樹脂層とフィ
ルム基材とが一体となったシリコン版を前記平板スタン
パから剥離する工程と、アンカーコートを施した金属基
材に、熱硬化型エポキシ樹脂からなる樹脂液溜まりを形
成する樹脂塗布工程と、前記樹脂液溜まりに前記シリコ
ン版の凹凸面が密着するように、気泡を除去しながらニ
ップローラーで圧延しながら積層する工程と、前記エポ
キシ樹脂をシリコン版を剥離可能となる程度に硬化せし
める工程と前記シリコン版を剥離する工程と、前記エポ
キシ樹脂を完全硬化せしめる工程とからなる前記エポキ
シ樹脂層の表面に所定形状の凹凸を有することを特徴と
する平板状の成形用型の製造方法である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて詳細に説明する図１は、本発明の一実施
例として平板状の成形用型の構成を示した斜視図であ
る。図２は、本発明の一実施例として平板状の成型用型
の製造工程を説明するための説明図である。図３は、本
発明の平板状の成形用型を使用して、一例としてフレネ
ルレンズシートの製造工程の概略を示した説明図であ
る。

【００１３】図１に示すように、本発明の平板状の成形
用型（実用版）１０は、金属基材１４にアンカーコート
を施し、該コート層１３の表面に熱硬化型エポキシ樹脂
層１１を設けた構成であって、前記熱硬化型エポキシ樹
脂層１１の表面に所定形状の凹凸１２を有することを特
徴とするものである。

【００１４】本発明で用いられる金属基材は、特に限定
されるものではなく汎用の金属基材を用いることができ
る

【００１５】本発明で用いられる金属基材にアンカーコ
ートを施すためのアンカーコート剤は、２−アクリロイ
ロキシエチルヘキサヒドロフタル酸もしくは変性エーテ
ル型ポリエステル組成物を必須成分とするアンカーコー
ト剤が好適に用いられるが、特に限定されるものではな
い。金属基材にアンカーコートを施すことによって、金
属基材の表面と前記エポキシ樹脂との接着性が向上す
る。

【００１６】本発明で用いられる熱硬化型エポキシ樹脂
層を形成する熱硬化型エポキシ樹脂は、液状エポキシ樹
脂とノボラック型エポキシ樹脂及び／又はビスフェノー
ルＳ型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂とシリコン変
成化合物と酸無水物と硬化促進剤を必須成分とするエポ
キシ樹脂組成物が好適に用いられる。上記熱硬化型エポ
キシ樹脂を用いることよって、型からの成形物の離型
性、形状の成形物への転写性が優れる。しかし、本発明
で用いられる熱硬化型エポキシ樹脂は上記樹脂に限定さ
れるものではない。

【００１７】本発明で用いられる凹凸形状は、レネルレ
ンズ、レンチキュラーレンズ、プリズム等が挙げられる
が、特に限定されるものではない。

【００１８】次ぎに、本発明の平板状の成形用型の製造
方法について図２を参照しながら詳細に説明する。 （１）所定形状の凹凸を有する切削原版である平板スタ
ンパ端部に付加重合型シリコン樹脂の樹脂液溜まりを形
成する樹脂塗布工程（図２(a)参照） 所定形状の凹凸を有する平板スタンパ２０は、真鍮板２
４を縦型旋盤に取り付け、平面だし切削後、レネルレン
ズ、レンチキュラーレンズ、プリズム等の所定形状２２
の切削を行う。これには約５０インチサイズで５日間を
要する。次に、切削終了後、クロムメッキを行い表面保
護層（図示せず）を施す。上記平板スタンパ端部に付加
重合型シリコン樹脂の樹脂液溜まり３０を形成する樹脂
塗布を行う。本発明で用いられるシリコン樹脂として
は、縮合型は精密型取りには不適であり、付加重合型シ
リコン樹脂が望ましい。シリコンの主剤と硬化剤を所定
の分量で混ぜた後、真空脱気を行い、上記平板スタンパ
端部に塗布し、樹脂液溜まりを形成する。塗布方法は公
知の手段を用いることができる。特に、限定されるもの
ではない。

【００１９】（２）前記樹脂液溜まりにプライマ処理を
施したフィルム基材を密着させ、気泡を除去しながらニ
ップローラーで圧延しながら積層する工程（図２(b)参
照） 本発明で用いられるフィルム基材は、 ポリエステル樹
脂、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂などの
フィルム状のものが用いられる。特に、ＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）が好ましい。また、基材の厚さ
は０．７ｍｍ以下のものが望ましい。上記プライマ処理
は、公知のプライマコート剤を使用され、特に限定され
るものではない。また、フィルム基材に塗布、形成する
方法も特に限定されるものではなく、通常の種々の塗布
方法が適用できる。前記樹脂液溜まりにプライマ処理を
施したフィルム基材４０を密着させ、気泡を除去しなが
らニップローラー５０で圧延しながら積層する。ニップ
ローラーの回転速度及びプレス圧力を制御することによ
り気泡を容易に除去できる。

【００２０】（３）前記シリコン樹脂を硬化せしめる工
程（図２(c)参照） 一例としてヒーター等加熱装置６０を使用して、シリコ
ン樹脂層３１を５０℃で約２時間で硬化せしめる。加熱
源は、特に限定されるものではない。常温であれば１日
放置が必要である。

【００２１】（４）前記平板スタンパから硬化シリコン
樹脂とフィルム基材とが一体となったシリコン版を剥離
する工程（図示せず）を経て、フィルム基材４０上に形
成された付加重合型シリコン樹脂からなる該硬化物層３
２の表面に所定形状の凹凸７２を有するシリコン版（中
間版）７０が得られる（図２(d)参照）。

【００２２】（５）アンカーコートを施した金属基材
に、熱硬化型エポキシ樹脂の樹脂液溜まりを形成する樹
脂塗布工程（図２(e)参照） 金属基材８４にアンカーコート層８３を施した基材８０
のアンカーコート層の表面に熱硬化型エポキシ樹脂の樹
脂液溜まり９０を形成する。

【００２３】本発明で用いられる金属板基材にアンカー
コートを施すためのアンカーコート剤は、２−アクリロ
イロキシエチルヘキサヒドロフタル酸もしくは変性エー
テル型ポリエステル組成物を必須成分とするアンカーコ
ート剤が好適に用いられるが、特に限定されるものでは
ない。金属板基材にアンカーコートを施すことによっ
て、金属基材の表面と前記エポキシ樹脂との接着性が向
上する。

【００２４】本発明で用いられる熱硬化型エポキシ樹脂
は、常温で液状であれば特に限定するもでのはない。他
の素材としてはフェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和
ポリエステル、ポリイミドビスマレイドトリアジン樹
脂、ポリシザラン等がある。塗工性能から使用時に１０
００〜３０００ｍＰａ・S 程度、熱硬化時後にクラック
や反りが発生しないように、１．０ｍｍ以下の薄さにす
るべきである。

【００２５】（６）前記樹脂液溜まりに該シリコン版の
凹凸面を密着させながらニップローラーで圧延しながら
積層する工程（図２(f)参照） 樹脂液溜まりにシリコン版７０の凹凸面７２を密着させ
ながら気泡を除去しながらニップローラー５０で圧延し
ながら積層する。ニップローラーの回転速度及びプレス
圧力を制御することにより気泡を容易に除去できる。

【００２６】（７）熱硬化型エポキシ樹脂をシリコン版
を剥離可能となる程度に硬化せしめる工程（図２(g)参
照） 熱硬化型エポキシ樹脂層９１を加熱装置６０で、約６５
℃の温度で約５時間硬化せしめる。

【００２７】（８）シリコン版を剥離する工程（図示せ
ず） 熱硬化型エポキシ樹脂層からシリコン版を剥離する。

【００２８】（９）高温で熱硬化型エポキシ樹脂を完全
硬化せしめる工程（図示せず） シリコン版を剥離後、更に温度１５０〜２００℃で１０
時間完全に硬化させる。これより、紫外線硬化樹脂又は
電子線硬化樹脂モノマーによる腐食がされ難く、型の耐
久性が向上する。上記工程によって、金属基材８４にア
ンカーコートを施し、該コート層８３の表面に熱硬化エ
ポキシ樹脂層９２の表面に所定形状の凹凸１１２を有す
る本発明の平板状の成形用型（実用版）１１０が得られ
る。（図２(h)参照）

【００２９】次ぎに、本発明の成形用型を使用して、一
例として、フレネルレンズシートの製造方法について図
３を参照しながら詳細に説明する。フレネルレンズ逆形
状を有する本発明の成形用型１３０の形状面に、紫外線
硬化型樹脂又は電子線硬化型樹脂からなる樹脂組成物１
４０を塗布装置（図示せず）により塗布し、その上に透
明樹脂板１５０を積層し平プレス機１２０、１２０´に
載置し（図３(ｉ)参照）、加圧する。（図３(j)参照）
加圧を解除した直後、透明樹脂板１５０を介して、紫外
線又は電子線照射装置１６０によって紫外線又は電子線
を照射して、フレネルレンズ面を透明樹脂板に硬化接着
せしめ（図３(k)参照）、フレネルレンズシート１７０
を得る。（図３(l)参照）

【００３０】本発明で使用される前記透明樹脂フィルム
としては、具体的にはポリエステル樹脂、ポリオレフィ
ン樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、ポリカー
ボネート樹脂、塩化ビニル樹脂やこれらの複合体などの
合成樹脂などのフィルム状のものが用いられる。本発明
においては、中でも、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート），ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＣ（ポリカーボ
ネイト），ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）、
ＭＳ（メタクリルスチレン）などが好ましい。また、基
材の厚みはロール型による巻き取り成形のため、０．７
ｍｍ以下のものが望ましい。また、拡散剤として、例え
ばガラスビーズ，シリカ，無機系酸化物，無機系炭酸化
物，無機系硫酸化物，有機系樹脂ビーズなどや、離型剤
として、例えばフッ素系，シリコーン系のものが添加さ
れた基材が使用されることもある。

【００３１】金型に塗布する紫外線硬化型樹脂又は電子
線硬化型樹脂としては、様々なものがあるが、代表的な
ものは、分子中にアクリロイル基を有する紫外線硬化型
樹脂であり、エポキシアクリレート系，ウレタンアクリ
レート系，ポリエステルアクリレート系，ポリオールア
クリレート系のオリゴマー、ポリマーと単官能・２官能
・あるいは多官能重合性（メタ）アクリル系モノマー、
例えばテトラヒドロフルフリルアクリレート，２−ヒド
ロキシエチルアクリレート，２−ヒドロキシ−３−フェ
ノキシプロピルアクリレート，ポリエチレングリコール
ジアクリレート，ポリプロピレングリコールジアクリレ
ート，トリメチロールプロパントリアクリレート，ペン
タエリトリトールトリアクリレート，ペンタエリトリト
ールテトラアクリレートなどのモノマー、オリゴマー、
ポリマーなどの混合物が使用される。

【００３２】放射線硬化型樹脂に配合されるものとし
て、光重合開始剤、例えばベンゾフェノン，ジエチルチ
オキサントン，ベンジルジメチルケタール，２−ヒドロ
キシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン，
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン，２−メ
チル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モリ
フォリノプロパン−１，アシルホスフィンオキサイドな
どがあるが、光重合開始剤は１００％反応するわけでは
なく、未反応のものが成形されたレンズの性能に悪影響
を及ぼすことから、０．１〜７重量％の範囲、好ましく
は０．５〜５重量％で、未硬化部が残らない程度に添加
量をとどめるべきである。

【００３３】また、場合によっては、希釈剤が用いられ
ることもあり、有機溶剤、例えばアセトン，エタノー
ル，メタノール，酢酸エチル，クロロホルム，四塩化炭
素，テトラヒドロフラン，シクロヘキサン，ジエチルエ
ーテル，メチルエチルケトン，トルエン，ベンゼンなど
が使用される。

【００３４】その他に添加されるものとして、紫外線吸
収剤，光安定剤，界面活性剤，消泡剤，帯電防止剤，酸
化防止剤，難燃剤などがあるが、これらの添加剤は、成
形されるレンズの性能に悪影響を及ぼさないものや、悪
影響を及ぼさない程度の添加量でなければならない。ま
た、必要に応じて、拡散剤として、例えばガラスビー
ズ，シリカ，無機系酸化物，無機系炭酸化物，無機系硫
酸化物，有機系樹脂ビーズなどや、離型剤として、例え
ばフッ素系，シリコーン系のものが添加することもでき
る。

【００３５】上記の樹脂組成物を、ロールコート、フロ
ーコート、コンマコート、リップコート等の方法によっ
て塗布することができる。樹脂組成物の塗布後必要に応
じて、樹脂組成物表面をスムージングを行うことにより
平滑面とすることができる。スムージングは、例えば、
ドクターブレード、エアーナイフ、リバースロール等の
方法で行うことができる。

【００３６】本発明において、紫外線又は電子線の照射
時間や照射強度は、紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化型
樹脂からなる樹脂組成物、樹脂層の厚さによって異なる
が、紫外線の場合は、５００〜３、０００ｍＪ／ｃｍ²
の紫外線を照射するのが好ましい。電子線の場合は、１
〜５０メガラッド程度照射するのが好ましい。

【００３７】尚、本発明は、上記のフレネルレンズシー
トではなく、レンチキュラーシートやプリズムレンズシ
ートを製造する手段としても有用な製造方法である。さ
らに、上記の光学部品のみならず、化粧板等の凹凸形状
を有する建装材の分野の成形品を製造する方法としても
採用できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明により、大がかりな設備を必要と
することなく、所定の形状を形成する樹脂材料を大幅に
削減でき、再版が容易で、安価に製造できる。また、金
属板の裏打ち材によって型の寸法精度が向上し、型再現
性に優れる平板状の成形用型およびその製造方法を提供
することが可能となった。本発明の成形用型を用いて、
フレネルレンズシートやレンチキュラーシートなど各種
光学レンズシートを成形することができ、プロジェクシ
ョンテレビ用のスクリーンなどの光学部品として用いら
れる。また、光学部品のみならず、化粧板等の凹凸形状
を有する建装材の分野の成形品等の表面に微細形状の凹
凸有する樹脂成形物を成形できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平板状の成形用型。

【図２】本発明の平板状の成形用型の製造工程の概略を
示した説明図。

【図３】本発明の平板状の成形用型を使用したレンズシ
ートの製造工程を示した説明図。

【符号の説明】

１０、１１０……平板状の成形用型 （実用版） １１、１０１……硬化エポキシ樹脂層 １２、２２、７２、１１２……凹凸形状 １３、８３、１０３……アンカーコート層 １４、２４、８４……金属基材 ２０……切削原版（母型） ２４……真鍮板 ３０……シリコン樹脂液溜まり ３１……シリコン樹脂層 ３２……硬化シリコン樹脂層 ４０……フィルム基材 ５０……ニップローラー ６０……加熱装置 ７０……シリコン版（中間型） ８０……表面にアンカーコート層を設けた金属基材 ９０……エポキシ樹脂液溜まり ９１……エポキシ樹脂層 ９２……硬化エポキシ樹脂層 １２０、１２０´……プレス機 １３０……平板状の成形用型（フレネルレンズ型） １４０……紫外線硬化型樹脂又は電子線硬化樹脂 １５０……透明樹脂板 １６０……紫外線又は電子線照射装置 １７０……フレネルレンズ板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属基材にアンカーコートを施し、該コー
   ト面に熱硬化型エポキシ樹脂層を設けた構成であって、
   前記熱硬化型エポキシ樹脂層の表面に所定形状の凹凸を
   有することを特徴とする平板状の成形用型
2. 【請求項２】所定形状の凹凸を有する平板スタンパ端部
   に付加重合型シリコン樹脂からなる樹脂液溜まりを形成
   する樹脂塗布工程と、 前記樹脂液溜まりにプライマ処理を施したフィルム基材
   を密着させ、気泡を除去しながらニップローラーで圧延
   しながら積層する工程と、 前記シリコン樹脂を硬化せしめる工程と、 表面に凹凸が転写された硬化シリコン樹脂層とフィルム
   基材とが一体となったシリコン版を前記平板スタンパか
   ら剥離する工程と、 アンカーコートを施した金属基材に、熱硬化型エポキシ
   樹脂からなる樹脂液溜まりを形成する樹脂塗布工程と、 前記樹脂液溜まりに前記シリコン版の凹凸面が密着する
   ように、気泡を除去しながらニップローラーで圧延しな
   がら積層する工程と、 前記エポキシ樹脂をシリコン版を剥離可能となる程度に
   硬化せしめる工程と前記シリコン版を剥離する工程と、 前記エポキシ樹脂を完全硬化せしめる工程とからなる前
   記エポキシ樹脂層の表面に所定形状の凹凸を有すること
   を特徴とする平板状の成形用型の製造方法。