JP2003147209A - 光学素子用樹脂組成物、光学素子、およびプロジェクションスクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学素子の光学素子面どうしの密着によるつ
ぶれ、輸送時の振動、特に低温環境下での振動による擦
り傷の発生を抑制し得る光学素子用樹脂組成物を提供す
ること、並びにこのような改良された光学素子用樹脂組
成物で構成された光学素子およびプロジェクションスク
リーンを提供することを課題とするものである。 【解決手段】 プロジェクションスクリーン１を構成す
るフレネルレンズシート２もしくはレンチキュラーレン
ズシート３を構成する樹脂組成物の貯蔵弾性率、損失正
接の最大値に対応する温度、および平衡弾性率の値を規
定することにより、課題を解決することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子用樹脂組
成物に関するものであって、ガラス転移温度、および粘
弾性に関連するパラメータで規定することにより、この
樹脂組成物で構成された光学素子が使用される際に、表
面が変形もしくは破壊されたり、または削り取られるこ
とを最小限とした光学素子用樹脂組成物に関するもので
ある。また、本発明は、光学素子をレンチキュラーレン
ズシートのような、他の光学部材と組み合わせて用いる
場合、光学素子により、光学部材の表面が削れたり、摩
耗したりすることを最小限とすることが可能な光学素
子、および、レンチキュラーレンズシートとの組み合わ
せからなるプロジェクションスクリーンに関するもので
もある

【０００２】

【従来の技術】光学素子は、透明な基材上に、基材とは
別に、光学的形状を付与した樹脂組成物の層が積層され
て光学素子面を有しているか、もしくは基材を伴なわず
に、樹脂組成物の層に直接に光学的形状が付与された光
学素子面を有するものである。光学素子面の光学的形状
には種々のものがあるが、樹脂組成物を用いて形成され
る光学素子には、微細なレンズ形状を配列した、全体と
して見れば多数の凹凸からなるものが多い。

【０００３】光学素子を使用する際には、複数の光学素
子を組み合わせて使用することがあり、二枚以上の光学
素子を組み合わせて使用する際、効果を最大限に発揮す
るためと、光学素子面の保護を兼ねて、光学素子面どう
しを向かい合わせて密着させることがしばしば行なわれ
ている。最も典型的な例が、プロジェクションスクリー
ンにおけるフレネルレンズシートとレンチキュラーレン
ズシートの場合であり、通常、各々のフレネルレンズ面
（サーキュラーフレネル凸レンズである。）とレンチキ
ュラーレンズ面とを密着させて使用している。

【０００４】このように、光学素子を光学素子面どうし
で密着させる際には、いずれもが凹凸面であるため、互
いに他に対する影響を及ぼす。例えば、上記の典型的な
例においては、フレネルレンズ面の断面形状は、鋸刃状
で、先端が尖っており、レンチキュラーレンズ面の断面
形状は、円形もしくは楕円の一部等の丸みを有して盛り
上がったものである。このような断面形状を持つフレネ
ルレンズシートとレンチキュラーレンズシートとが密着
すると、レンチキュラーレンズの盛り上がった頂部と、
フレネルレンズの尖った先端とが、接触するので、接触
圧がかかると、レンチキュラーレンズおよび／またはフ
レネルレンズの形状、即ち光学素子面の凹凸形状が潰れ
る変形が生じ得る。

【０００５】上記のようなレンズの形状の潰れは、レン
ズを構成する樹脂の硬度を高めることにより解消が可能
ではあるが、単に硬度を高めるのみでは、取扱い時や断
裁時にレンズが欠けやすくなり、かえって問題を招くの
で、硬度を高める一方、粘性の要素も残すことが望まれ
る。

【０００６】また、樹脂の硬度は、一般にガラス転移温
度（Ｔｇ）との関係が深いが、樹脂のガラス転移温度
（Ｔｇ）をあまりに低くしすぎると、ゴム弾性が得られ
なくなり、圧力がかかると塑性変形するに至る。通常、
ある程度の架橋密度を有していれば、ガラス転移温度が
低くてもゴム弾性が発現し、圧力がかかっても、塑性変
形するには至らないが、光学素子用樹脂組成物において
は、樹脂のガラス転移温度を下げ、かつ架橋密度を上げ
ようとすると、光学素子用としては必須である屈折率の
向上のためにベンゼン環や脂環基からなる剛直な鎖を導
入することになるので、ガラス転移温度の上昇を招き、
逆に、ガラス転移温度を高くする方向は、屈折率の向上
の点では有利となるが、あまりにガラス転移温度を高く
しすぎると、剛性が高くなりすぎる結果、レンズシート
の湾曲を生じることにもなる。屈折率を簡単に上げるに
は、臭素化物等のハロゲン化物や硫黄を含有する材料を
使用すれば、ベンゼン環等に頼らない配合が可能であ
り、しかも機械物性をうまく制御することが可能になる
が、環境への負荷を考慮すると、使用をなるべく避けた
方がよい。

【０００７】上記のような静的な状態での変形のほか、
光学素子を光学素子面どうしで密着させた状態のものを
輸送すると、輸送中に長時間に渡って互いにずれる方向
のずれ振動も加わるから、互いに擦られる動的な状態で
の擦り傷が発生する。輸送用コンテナや船倉の内部温度
は、上昇したり、あるいは降下することがつきものであ
るので、これらにより生じる高温や低温で、変形や擦り
傷の度合いは一層増幅される。

【０００８】例えば、北米、北欧もしくは中国東北部等
の寒地での輸送の際には、光学素子面を構成する樹脂の
硬度が、温度の低下に伴なって上昇するから、擦り傷が
発生しやすくなり、樹脂のうちでも、硬度の温度依存性
の大きい紫外線硬化性樹脂を用いた場合には、なお一層
顕著である。

【０００９】特開平１０−１０６４７号公報には、硬化
した活性エネルギー線硬化樹脂からなるレンズシートの
樹脂の弾性率を、−２０℃から４０℃において、８０〜
２００００ｋｇ／ｃｍ²に規定することにより、光学性
能が維持される旨を開示している。しかし、この公報に
おいては、−２０℃での輸送中に、レンズシートどうし
が擦り合わされることによる支障が解消しているかどう
かを、実証した記載がない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明におい
ては、従来、光学素子の光学素子面どうしが密着したこ
とによるつぶれ等の変形や、輸送時のずれ振動、特に低
温下でのずれ振動による擦り傷の発生を抑制し得る、特
に後者の擦り傷の発生を有効に抑制し得る光学素子用樹
脂組成物を提供すること、並びにこのような改良された
光学素子用樹脂組成物で構成された光学素子およびプロ
ジェクションスクリーンを提供することを課題とするも
のである。

【００１１】

【課題を解決する手段】上記の課題は、輸送時の環境温
度として想定される低温下における、樹脂の動的粘弾性
の貯蔵弾性率を規定することにより、また、樹脂のガラ
ス転移温度、および平衡弾性率を規定することにより、
上記の課題を解決することができた。

【００１２】第１の発明は、光学素子を構成するための
ものであって、−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性
率が２．９６×１０¹⁰ｄｙｎｅ／ｃｍ²以下であり、損
失正接〜温度曲線における損失正接の最大値に対応する
温度が３５℃〜７１℃であり、かつ平衡弾性率が１．１
３×１０⁸ｄｙｎｅ／ｃｍ²〜４．７９×１０⁸ｄｙｎｅ
／ｃｍ²であることを特徴とする光学素子用樹脂組成物
に関するものである。第２の発明は、光学素子を構成す
るためのものであって、−２０℃における動的粘弾性の
貯蔵弾性率が２．９６×１０¹⁰ｄｙｎｅ／ｃｍ²以下で
あり、損失正接〜温度曲線における損失正接の最大値に
対応する温度が２１．０℃〜３５℃であり、かつ平衡弾
性率が６．１２×１０⁷ｄｙｎｅ／ｃｍ²〜２．９８×１
０⁸ｄｙｎｅ／ｃｍ²であることを特徴とする光学素子用
樹脂組成物に関するものである。第３の発明は、第１の
発明において、−２０℃における損失正接が０．０１２
以上であることを特徴とする光学素子用樹脂組成物に関
するものである。第４の発明は、第２の発明において、
−２０℃における損失正接が０．０２以上であることを
特徴とする光学素子用樹脂組成物に関するものである。
第５の発明は、第１〜第４の発明において、常温におけ
る動摩擦係数が０．０７〜０．１５であることを特徴と
する光学素子用樹脂組成物に関するものである。第６の
発明は、第１〜第５いずれかの発明の光学素子用樹脂組
成物で、その全部もしくは一部が構成されていることを
特徴とする光学素子に関するものである。第７の発明
は、第６の発明において、前記光学素子がフレネルレン
ズシートであることを特徴とする光学素子に関するもの
である。第８の発明は、第６もしくは第７の発明の光学
素子と、レンチキュラーレンズシートとからなるプロジ
ェクションスクリーンに関するものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の典型的な光学素
子であるフレネルレンズシートを用いたプロジェクショ
ンスクリーンを示す模式図で、プロジェクションスクリ
ーン１は、フレネルレンズシート２とレンチキュラーレ
ンズシート３とが、各々のレンズ面２ｃおよび３ｃと向
かい合うように設置され、互いに密着したものである。
図１においては、いずれのレンズシート２、３において
も、基材２ａ、３ａに、レンズ層２ｂ、３ｂがそれぞれ
積層されたものとして描いてあるが、各レンズシートに
おいては、基材とレンズ層がこのように別層ではなく、
一体化されたものであってもよい。さらに、図１に示す
ように、レンチキュラーレンズシート３は、フレネルレ
ンズシート２側とは反対側の面に、小レンチキュラーレ
ンズと突起部およびブラックストライプを有していても
よい。

【００１４】光学素子は、図１を引用して説明したレン
チキュラーレンズ、フレネル（凸）レンジ以外にも、フ
レネル凹レンズ、プリズム、もしくは蝿の目レンズ等の
任意の光学形状を有するものであってよい。また、一つ
の光学素子が、その両面に、同種、もしくは異種の光学
的形状の光学素子面を有するものであってもよい。

【００１５】本発明においては、光学素子全体を構成す
るために、もしくは光学素子が基材上にレンズ層を有す
る場合には、そのレンズ層を構成するために、以降に説
明するような種々のパラメータで規定した特定の光学素
子用樹脂組成物を使用する。特定の光学素子用樹脂組成
物で構成された光学素子は、代表的にはフレネルレンズ
シートであり、このような光学素子、特にフレネルレン
ズシートは、レンチキュラーレンズシートと組み合わせ
てプロジェクションスクリーンとすることができる。な
お、ここで言う光学素子用樹脂組成物は、直接的には、
製品の状態、もしくは測定のためであれば、薄い板状の
樹脂板やレンズ層となった状態のものを指す。ただし、
製品を製造する前の素材の状態のものであって、製品の
状態にしたとすれば、もしくは測定のために薄い板状に
したとすれば、以降に説明するような種々のパラメータ
を満たし得る未硬化の組成物をも含むものとする。

【００１６】光学素子用樹脂組成物は、電離放射線硬化
性のラジカル重合型であるアクリレート系化合物のオリ
ゴマーおよび／またはモノマーを主体とする電離放射線
硬化性物質、あるいはカチオン重合型であるエポキシ系
化合物、もしくはオキセタン系化合物のオリゴマーおよ
び／またはモノマーを素材とし、必要に応じ、紫外線重
合開始剤、増感剤等の硬化のための添加剤が配合された
ものであることが好ましい。硬化のための添加剤は、樹
脂組成物が重合を起こす際に分解するので、製品の状態
では、それらの分解物が残存する。また、得られる製品
の性状を改善する目的で、熱可塑性樹脂がブレンドされ
たものであってもよい。

【００１７】また、光学素子用樹脂組成物は、通常のシ
ート状もしくは板状の樹脂製品を製造する際に添加され
得る様々な添加剤が配合されているもであってもよく、
さらに、光学素子の光学性能を改善する目的で、光拡散
剤や着色剤等が配合されたものであってもよい。

【００１８】本発明の光学素子用樹脂組成物を規定する
パラメータは、（１）貯蔵弾性率、（２）損失正接〜温
度曲線における損失正接の最大値に対応する温度（仮に
Ｔｐとする。）、および（３）平衡弾性率であり、必要
に応じて、さらに（４）損失正接、および（５）動摩擦
係数もパラメータとする。

【００１９】上記のうち、（１）〜（４）については、
動的粘弾性測定の結果から求める。（１）〜（４）を求
めるには、所定の厚みの光学素子用樹脂組成物からなる
樹脂シートを試料として作成する。紫外線硬化性樹脂素
組成物を用いて樹脂シートを作成する場合には、紫外線
照射を行なって硬化させる。測定のためには動的粘弾性
測定装置を使用し、温度を変えながら、試料の長軸方向
に一定周期で振動を与えつつ貯蔵弾性率および損失正接
の測定を行なう。得られた貯蔵弾性率〜温度の関係か
ら、所定の温度、特に−２０℃における（１）貯蔵弾性
率を求めると共に、（３）平衡弾性率（平衡貯蔵弾性率
と言う方がより適切かも知れない。）を求める。また、
得られた損失正接〜温度の関係から、所定の温度、特に
−２０℃における（４）損失正接、および（２）損失正
接の最大値に対応する温度（Ｔｐ）を求める。

【００２０】上記（５）を求めるには、上記した樹脂シ
ートと同様なものを試料とし、動摩擦／静摩擦の測定が
可能な表面性試験機を用いて、ボール圧子に荷重をかけ
ながら、試料の表面を一定速度ですべらせて測定を行な
い、測定荷重を垂直荷重で除したものを動摩擦係数とす
る。

【００２１】本発明の光学素子用樹脂組成物は、−２０
℃における貯蔵弾性率が、２．９６×１０⁹ｄｙｎｅ／
ｃｍ²以下であることが望ましい。貯蔵弾性率は、粘弾
性を示す材料に与えられた歪みに対し、弾性的にエネル
ギーを貯蔵する能力に関係するものである。この数値が
大きいほど、振動に対して硬くなる傾向を有するもので
ある。ここで、−２０℃における貯蔵弾性率が、２．９
６×１０⁹ｄｙｎｅ／ｃｍ²を超える場合は、−２０℃付
近の低温環境下で光学素子面どうしが接触したまま輸送
されると、擦り傷がつきやすい。

【００２２】ところで、貯蔵弾性率に関連のあるパラメ
ータとして損失弾性率があり、低温における損失弾性率
を大きくする、即ち、材料が応力を熱として散逸する能
力を大きくすることにより、低温での擦り傷の発生を減
らすことも可能である。しかし、損失弾性率を大きくす
る替わりに、本発明におけるように貯蔵弾性率を小さく
しても、低温での擦り傷の発生を減らすことが可能にな
る。前者の損失弾性率を大きくする場合には、光学素子
を形成した際に、材料のバルク内に粘性構造を増加させ
る結果となり、静的な外力が及んだときに塑性変形を誘
発し、レンズ面等の光学素子面のつぶれが生じやすくな
る欠点が避けられないが、この欠点は、貯蔵弾性率を小
さくする場合には避けることができる。

【００２３】本発明の光学素子用樹脂組成物は、損失正
接〜温度曲線における損失正接の最大値に対応する温度
（Ｔｐ）の好ましい数値範囲を有するものである。こ
の、損失正接〜温度曲線における損失正接の最大値に対
応する温度（Ｔｐ）は、材料の相転移を表すと言われ、
ほぼ、ガラス領域からゴム領域への転移を表すガラス転
移点に相当するものである。

【００２４】本発明の光学素子用樹脂組成物は、上記の
−２０℃における貯蔵弾性率の限定に加えて、（Ａ）損
失正接〜温度曲線における損失正接の最大値に対応する
温度（Ｔｐ）が３５℃〜７１℃であり、かつ、平衡弾性
率が１．１３×１０⁸ｄｙｎｅ／ｃｍ²〜４．７９×１０
⁸ｄｙｎｅ／ｃｍ²であるか、または、（Ｂ）損失正接〜
温度曲線における損失正接の最大値に対応する温度（Ｔ
ｐ）が２１．０℃〜３５℃であり、かつ平衡弾性率が
６．１２×１０⁷ｄｙｎｅ／ｃｍ²〜２．９８×１０⁸ｄ
ｙｎｅ／ｃｍ²であることが望ましい。

【００２５】上記（Ａ）または（Ｂ）の範囲外であると
き、例えば、損失正接〜温度曲線における損失正接の最
大値に対応する温度（Ｔｐ）が規定された値よりも大き
いときは、平衡弾性率との兼ね合いもあるが、光学素子
用樹脂組成物の硬度が硬いため、低温での擦り傷がつき
やすく、また、規定された値よりも小さいときは、光学
素子用樹脂組成物が軟らかいため、光学素子面どうしが
接触すると、光学素子面の凹凸形状が潰れる変形が避け
られない。また、平衡弾性率が規定された値よりも大き
いときは、−２０℃付近の低温環境下で光学素子面どう
しが接触したまま輸送されると、擦り傷がつきやすく、
また、規定された値よりも小さいときは、光学素子面ど
うしが接触すると、光学素子面の凹凸形状が潰れる変形
が避けられない。

【００２６】本発明の光学素子用樹脂組成物は、上記し
たような、−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率、
損失正接〜温度曲線における損失正接の最大値に対応す
る温度（Ｔｐ）、および平衡弾性率の規定に加えて、−
２０℃における損失正接の下限値が規定されていること
がより好ましい。

【００２７】上記した−２０℃における動的粘弾性の貯
蔵弾性率、並びに上記（Ａ）における損失正接〜温度曲
線における損失正接の最大値に対応する温度（Ｔｐ）、
および平衡弾性率の規定された値を有する場合には、−
２０℃における損失正接が０．０１２以上であることが
好ましい。また、−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾
性率、並びに上記（Ｂ）における損失正接〜温度曲線に
おける損失正接の最大値に対応する温度（Ｔｐ）、およ
び平衡弾性率の規定された値を有する場合には、−２０
℃における損失正接が０．０２以上であることが好まし
い。

【００２８】なお、損失正接〜温度曲線における損失正
接のピーク値は、１．５以下、より好ましくは１．２以
下であり、これらの値を超えるときは、ゴム領域での平
衡弾性率を低下させなければならなくなり、つぶれが発
生しやすくなる。

【００２９】本発明においては、光学素子用樹脂組成物
の−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率の上限値を
定めたことにより、−２０℃付近の低温環境下で光学素
子面どうしが接触したまま輸送される際の擦り傷の発生
を防止しているが、この温度において、弾性的にエネル
ギーを貯蔵する能力に加えて、熱として散逸する能力を
保持していると、−２０℃付近での輸送の際に発生する
擦り傷の防止を、助長し得る。上記の（Ａ）、（Ｂ）い
ずれの場合においても、−２０℃における損失正接が上
記の下限値を下回るときは、−２０℃付近での輸送の際
に発生する擦り傷の防止が助長されない。

【００３０】本発明の光学素子用樹脂組成物は、上記し
たような、−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率、
損失正接〜温度曲線における損失正接の最大値に対応す
る温度（Ｔｐ）、８０℃における平衡弾性率、および−
２０℃における損失正接の下限値の規定に加えて、常温
における動摩擦係数が規定されていることがより好まし
く、−２０℃付近での輸送の際に発生する擦り傷の防止
に役立つ。

【００３１】ここで、常温とは２５℃を指すものとする
が、２０℃であっても、動摩擦係数の値には実質的に影
響を与えない。動摩擦係数の値としては、０．０７〜
０．１５であることが好ましく、上限値を超えると、−
２０℃付近での輸送の際に発生する擦り傷の防止を助長
する効果が乏しく、下限値未満では、シリコーン等の滑
り剤の添加量をかなり増やす必要が生じ、滑り剤の添加
量が増えると、様々な温度環境で使用される際、特に、
高温環境で使用される際に、滑り剤が外部にブリードア
ウトしやすくなり、光学素子の光学性能の維持が困難に
なる。

【００３２】上記の動摩擦係数を実現するには、光学素
子用樹脂組成物に滑り剤（またはスリップ剤）を配合す
ることが好ましい。滑り剤としては、光学素子用樹脂組
成物に対し光学的阻害、例えば、透過率の低下や高温環
境試験における滑り剤のブリードアウト等を生じること
がなく、成型時には表面へのマイグレーションが起こる
が、硬化後はブリードアウトが起きないものであり、光
学素子用樹脂組成物を構成する樹脂組成物との光の屈折
率がなるべく近いか、もしくは粒径が光の波長以下で見
えないものであり、透明基材を伴なう場合には、透明基
材との密着性を損なわないものであることが好ましい。

【００３３】滑り剤としては、シリコーン、シリコーン
ポリマー、好ましくは変性シリコーン、より好ましくは
ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンを使用するこ
とができる。

【００３４】具体的には、ビックケミー・ジャパン
（株）製の品番；ＢＹＫ−３０７、ＢＹＫ−３３３、Ｂ
ＹＫ−３３２、ＢＹＫ−３３１、ＢＹＫ−３４５、ＢＹ
Ｋ−３４８、ＢＹＫ−３７０、信越化学工業（株）製の
品番；Ｘ−２２−２４０４、ＫＦ−６２−７１９２、Ｋ
Ｆ−６１５Ａ、ＫＦ−６１８、ＫＦ−３５３、ＫＦ−３
５３Ａ、ＫＦ−９６、ＫＦ−５４、ＫＦ−５６、ＫＦ−
４１０、ＫＦ−４１２、ＨＩＶＡＣ Ｆ−４、ＨＩＶＡ
Ｃ Ｆ−５、ＫＦ−９４５Ａ、ＫＦ−３５４、ＫＦ−３
５３、東レ・ダウコーニング・ジャパン（株）製、品
番；ＳＨ−２８ＰＡ、ＳＨ−２９ＰＡ、ＳＨ−１９０、
ＳＨ−５１０、ＳＨ−５５０、ＳＦ８４１０、ＳＦ８４
２１、ＳＹＬＧＡＲＤ３０９、ＢＹ１６−１５２、ＢＹ
１６−１５２Ｂ、ＢＹ１６−１５２Ｃ、日本ユニカ
（株）製の品番ＦＺ−２１０５、ＦＺ−２１６５、ＦＺ
−２１６３、Ｌ−７７、Ｌ−７００１、Ｌ−７００２、
Ｌ−７６０４、Ｌ−７６０７、エフカ・アディティブズ
製の品番；ＥＦＫＡ−Ｓ０１８、ＥＦＫＡ−３０３３、
ＥＦＫＡ−８３、ＥＦＫＡ−３２３２、ＥＦＫＡ−３２
３６、ＥＦＫＡ−３２３９、もしくは共栄社油脂化学
（株）製の製品名；グラノール４１０等である。

【００３５】また、補助的には硬化後の環境変化による
ブリードアウトを低減するため、シリコーンアクリレー
ト、もしくはシリコーンメタクリレート等の反応性シリ
コーンの併用も可能である。具体的な反応性シリコーン
としては、ビックケミー・ジャパン（株）製の品番；Ｂ
ＹＫ−ＵＶ３５００、ＢＹＫ−ＵＶ３５１０、ＢＹＫ−
ＵＶ３５３０、日本ユニカ（株）製のペインタッドＵＶ
−３１、もしくは信越化学工業（株）製の品番；Ｘ−２
４−８２０１、Ｘ−２２−１７４ＤＸ、Ｘ−２２−２４
２６、Ｘ−２２−２４０４、Ｘ−２２−１６４Ａ、Ｘ−
２２−１６４Ｂ、Ｘ−２２−１６４Ｃ、Ｘ−２１−３０
５６等がある。

【００３６】

【実施例】以下に、樹脂組成物を用いて、試料を作成
し、上記した種々のパラメータを測定した結果、およ
び、フレネルレンズシートとしたものの実用的な評価を
行なった結果を示す。パラメータとしては、各温度にお
ける貯蔵弾性率、各温度における損失正接、平衡弾性
率、損失正接の最大値、および動摩擦係数を、また、屈
折率および圧縮弾性率を参考までに示す。評価の結果と
しては、スクリーン潰れ、および各温度での振動試験の
結果を示す。特に、温度の定めの無い項目については、
温度；２５℃で求めた。

【００３７】〔動的粘弾性測定用の試料の調製〕貯蔵弾
性率、損失正接、および平衡弾性率の動的粘弾性の測定
用の試料の作成は次のようにして行なった。まず、４０
℃〜４２℃に温度制御した表面が平坦なステンレス板を
金型とし、金型面に４０℃〜４２℃に温度制御した紫外
線硬化性樹脂組成物を厚みが２００μｍになるよう塗布
した。メタルハライドタイプの紫外線ランプ（日本電池
（株）製）を用い、積算光量；２０００ｍＪ／ｃｍ²、
ピーク照度；２５０ｍＷ／ｃｍ²の条件で照射を行なっ
て、樹脂組成物を硬化させた後、硬化したシートを剥離
して、試料用のシートを得た。

【００３８】〔圧縮弾性率測定用の試料の調製〕圧縮弾
性率の測定用の試料の作成は、上記の動的粘弾性測定用
の試料の調製と同様に、ただし、表面が平坦なステンレ
ス板に替えて、表面にフレネルレンズの逆型形状を有す
るニッケル製金型を用いて行ない、フレネルレンズの形
状を有する試料用のシートを得た。

【００３９】〔動的粘弾性の測定〕上記にようにして調
整した動的粘弾性測定用の試料を用い、動的粘弾性測定
装置（（株）オリエンテック製、「レオバイブロン」）
により、３０ｍｍ×３ｍｍ×０．２ｍｍの短冊状試料に
０．０５％の負荷歪みを与えて、長軸方向に１〜１０Ｈ
ｚの周波数の強制振動を与え、毎分３℃の昇温速度で、
設定温度を−１００℃〜１００℃の間で昇温させつつ、
貯蔵弾性率、および損失正接の測定を行なって、貯蔵弾
性率〜温度曲線、および損失正接〜温度曲線を得た。

【００４０】得られた貯蔵弾性率〜温度曲線より、２５
℃（常温）、０℃、および−２０℃の各温度における貯
蔵弾性率を求めた。これとは別に、強制振動の周波数を
１Ｈｚとし、その他は上記と同様にして得た貯蔵弾性率
〜温度曲線から、後記するＴｐが６０未満であるときは
８０℃における貯蔵弾性率を、また、Ｔｐが６０℃以上
であるときは１００℃における貯蔵弾性率をもって、平
衡弾性率とした。

【００４１】また、得られた損失正接〜温度曲線より、
２５℃（常温）、０℃、および−２０℃の各温度におけ
る損失正接を求めた。加えて、損失正接が最大となる温
度を求めて、Ｔｐ（損失正接〜温度曲線における損失正
接の最大値に対応する温度）とした。

【００４２】〔動摩擦係数の測定〕厚みを１００μｍと
し、アクリル板で覆って紫外線を照射した以外は、動的
粘弾性測定用の試料の調製と同様の手順で調製した試料
を用い、表面性測定装（新東科学（株）製、ヘイドン・
トライポギア タイプ；１４ＤＲ）により、ボール圧子
で垂直荷重（１００ｇの点圧）を加え、３００ｍｍ／ｍ
ｉｎの速度で試料表面をすべらせて、５回測定し、平均
値を取った。

【００４３】〔屈折率の測定〕試料としては、動的粘弾
性測定用の試料と同様にして調製した硬化済シートを用
い、試料をアッベ屈折率計のプリズム部に１−ブロモナ
フタレンを用いて密着させ、試料温度を２５℃として、
屈折率の測定を行なった。

【００４４】〔圧縮弾性率の測定〕圧縮弾性率の測定の
ため、超微小硬度計（独国フィッシャー社製、Ｈ−１０
０Ｖ）を用いたユニバーサル硬さ試験を応用し、圧子に
よる荷重を所定の値になるまで徐々に増加させ、その
後、徐々に減少させることにより、荷重〜侵入深さ曲線
を求め、この結果より解析によって圧縮弾性率を求め
た。圧子として、半径Ｒが０．４ｍｍφのタングステン
カーバイド（ＷＣ）製のボール圧子を使用した。

【００４５】荷重〜侵入深さ曲線は、典型的には、図２
に示すような様相を示す。まず、荷重０の点から荷重
ｆを徐々に増加させると変形が起き、徐々に圧子の侵入
深さが増加する。ある荷重値で荷重の増加を停止させる
と、点の箇所におけるように、塑性変形による侵入が
停止し、その後、荷重値をそのまま維持すると、その
間、クリープ変形により侵入深さの増加が続き、荷重値
の維持を止める点に至る。その後、荷重を徐々に減少
させると、弾性変形によって、点に向かって侵入深さ
が減少する。

【００４６】上記において、図２中の点における荷重
値である最大荷重値Ｆは、２０ｍＮに設定した。実際の
プロジェクションスクリーンにおけるフレネルレンズシ
ートとレンチキュラーレンズシートとの接触圧は小さ
く、実測が困難であるが、スクリーンを構成するレンズ
シートの変形が、条件の厳しいレンズシートの外周部で
１０μｍ程度であれば、レンズの性能上、許容できるこ
とから、従来用いられているレンズシートが１０μｍ変
形するのに必要な荷重が、ほぼ２０ｍＮであるため、最
大荷重値をそのように定めた。また、クリープ変形を行
なわせる時間は、適宜に６０秒間とした。

【００４７】結局、荷重〜侵入深さ曲線を求める手順
は、次のようになる。 （１）圧縮のための荷重値を０から２０ｍＮになるま
で、０．１秒毎に１００ステップで増加させる。 （２）２０ｍＮになった荷重値を６０秒間維持し、クリ
ープ変形を起こさせる。 （３）荷重値が０．４ｍＮ（試験機最低荷重）になるま
で、０．１秒毎に４０ステップで減少させる。 （４）荷重値が０．４ｍＮのまま６０秒間維持し、侵入
深さを回復させる。 （５）以上の（１）〜（４）を三回繰返す。 なお、ボール圧子を作用させる部位としては、図３に示
すように、フレネルレンズを構成する個々の細分化され
たレンズ面、例えば、図３中、２ｃ、２ｃ’、および２
ｃ”で示すような部分の、中央部付近であることが好ま
しい。レンズ面の隣接する凹部どうしの間隔をピッチＰ
とすれば、Ｐ／２に相当する位置の付近である。そのほ
かのレンズ形状の場合にも、レンズを形成する個々のレ
ンズ面の中央付近にボール圧子を作用させることが好ま
しい。

【００４８】圧縮弾性率（Ｅ）は、下記の式により求め
る。 Ｅ＝（２ｈ^*（２Ｒ−ｈ^*）^-1/2×Ｈ×（ΔＨ／Δｆ）−（１−ｎ）／ｅ ＝１／（５．５８６×ｈ^*×Ｈ×（ΔＨ／Δｆ）−７．８１３×１０^-7 ここで、ｈ^*は、荷重ｆが最大値Ｆであるときの荷重減
少区域（図３中の点、点、およびＨで囲まれる区
域）の荷重〜侵入深さ曲線の接線と侵入深さ軸（横軸）
との交点の侵入深さ（単位；ｍｍ）である。Ｒは、圧子
の先端の半径（Ｒ＝０．４ｍｍ）である。Ｈは、侵入深
さｈの最大値（単位；ｍｍ）である。ΔＨ／Δｆは、荷
重ｆが最大値Ｆであるときの荷重減少区域（図３中の点
、点、およびＨで囲まれる区域）の荷重〜侵入深さ
曲線の傾きの逆数である。ｎは、ボール圧子の素材（Ｗ
Ｃ）のポアソン比（ｎ＝０．２２）である。ｅは、ボー
ル圧子の素材（ＷＣ）の弾性率（ｅ＝５．３×１０⁵Ｎ
／ｍｍ²）０．２２）である。前段落で説明したよう
に、荷重の増減等を（１）〜（４）の順で３回繰り返し
て、その都度、荷重〜侵入深さ曲線を求め、各々につい
て、圧縮弾性率（Ｅ）（単位；Ｍｐａ）を求めて、平均
値を求める。

【００４９】〔スクリーン潰れの評価〕フレネルレンズ
シートとレンチキュラーレンズシートとを、各々のレン
ズ面どうしを密着させ、四辺を粘着テープで固定し、Ｔ
Ｖ画面サイズの木枠にはめこんでプロジェクションスク
リーンとし、プロジェクション型ＴＶセットに実装し
て、プロジェクターにより、全体が白色の画面を投映し
た。この投影を１時間継続して行なった後に、再び画面
を観察した。なお、環境温度は２５℃とした。観察によ
り、レンズ形状の潰れによる輝度ムラが明瞭に認められ
るものを×、輝度ムラが認められるものの目立たないも
のを△、輝度ムラが認められないものを○とした。

【００５０】〔振動試験〕フレネルレンズシートとレン
チキュラーレンズシートとを、各々のレンズ面どうしを
密着させ、四辺を粘着テープで固定し、ＴＶ画面サイズ
の木枠にはめこんだものを、温度を一定に維持し得る環
境試験室内に設置した振動試験機（（株）アカシ製、振
動試験機、ＥＤＳ２５２）にセットした。振動条件とし
ては、図４に示すＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕ
ｍ Ｄｅｎｓｉｔｙ）波形に示すランダム波とし、４３
２０秒を１サイクルとして、５０００Ｋｍのトラック輸
送に相当する試験を、２５℃の温度では１０サイクル、
０℃の温度では５サイクル、−２０℃の温度では３サイ
クル、行なった。このランダム波は、統計的性質を有す
る不確定波で、ＰＳＤ関数により性質を表現することが
可能であり、この振動試験においては、その関数を指標
に試験条件を決定している。このようなランダム波を使
用したのは、振動の非線形要素を排除でき、即ち、プロ
ジェクションスクリーンの取付け、梱包形態等による非
線形要素を排除して対象物の振動を一定の状況で加振す
ることが可能になるからである。また、振動は、試験開
始時を０とした時間軸のいずれにおいても、すべて異な
るので、実際の輸送時の振動により近い状況を作り出せ
るからである。なお、環境温度は２５℃（常温）、０
℃、および−２０℃とし、試験終了後、プロジェクター
により、全体が白色の画面を投映した際に、擦れによる
輝度ムラが明瞭に認められるものを×、輝度ムラが認め
られるものの目立たないものを△、輝度ムラが認められ
ないものを○とした。

【００５１】以上の種々のパラメータ等の測定の結果、
および、フレネルレンズシートとしたものの実用的な評
価の結果を次の「表１」〜「表３」に分けて示す。「表
１」〜「表３」中、試料記号Ａ〜Ｐは実施例に関するも
のであり、Ｑは比較例に関するものである。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【発明の効果】請求項１もしくは請求項２の発明によれ
ば、貯蔵弾性率、Ｔｐ、および平衡弾性率を規定したの
で、光学素子どうしが密着した際や、密着したまま振動
により擦られた場合でも、つぶれたり、擦り傷が生じに
くい光学素子を構成することが可能で、特に−２０℃付
近の低温環境下で、光学素子どうしが密着したまま振動
により擦られた場合でも、擦り傷が生じにくい光学素子
用樹脂組成物を提供することができる。請求項３もしく
は請求項４の発明によれば、各々が引用する請求項１も
しくは請求項２の発明の効果に加え、−２０℃付近の低
温環境下で、光学素子どうしが密着したまま振動により
擦られた場合でも、擦り傷がより一層生じにくい光学素
子用樹脂組成物を提供することができる。請求項５の発
明によれば、請求項１〜請求項４いずれかの発明の効果
に加え、動摩擦形係数を規定したので、光学素子どうし
が密着したまま振動しても、互いに滑ることにより、擦
り傷の発生を抑制し得る光学素子用樹脂組成物を提供す
ることができる。請求項６の発明によれば、第１〜第５
いずれかの発明の光学素子用樹脂組成物で光学素子を構
成しているので、各々の光学素子用樹脂組成物が有する
効果を発揮し得る光学素子を提供することができる。請
求項７の発明によれば、光学素子が断面形状が鋸刃状で
先端が尖ったレンチキュラーレンズシートであるので、
請求項６の発明と同様な効果がより一層明瞭に発揮され
得る光学素子を提供することができる。請求項８の発明
によれば、請求項６もしくは請求項７の発明の効果を発
揮し得る光学素子と、レンチキュラーレンズシートとか
らなるプロジェクションスクリーンを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学素子であるプロジェクションスクリーンを
示す図である。

【図２】荷重〜侵入深さ曲線を説明するための図であ
る。

【図３】圧子を作用させる部位を示す図である。

【図４】振動試験に用いたＰＳＤ波形のグラフである。

【符号の説明】

１ プロジェクションスクリーン ２ フレネルレンズシート ３ レンチキュラーレンズシート

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学素子を構成するためのものであっ
   て、−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率が２．９
   ６×１０¹⁰ｄｙｎｅ／ｃｍ²以下であり、損失正接〜温
   度曲線における損失正接の最大値に対応する温度が３５
   ℃〜７１℃であり、かつ平衡弾性率が１．１３×１０⁸
   ｄｙｎｅ／ｃｍ²〜４．７９×１０⁸ｄｙｎｅ／ｃｍ²で
   あることを特徴とする光学素子用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 光学素子を構成するためのものであっ
   て、−２０℃における動的粘弾性の貯蔵弾性率が２．９
   ６×１０¹⁰ｄｙｎｅ／ｃｍ²以下であり、損失正接〜温
   度曲線における損失正接の最大値に対応する温度が２
   １．０℃〜３５℃であり、かつ平衡弾性率が６．１２×
   １０⁷ｄｙｎｅ／ｃｍ²〜２．９８×１０⁸ｄｙｎｅ／ｃ
   ｍ²であることを特徴とする光学素子用樹脂組成物。
3. 【請求項３】 −２０℃における損失正接が０．０１２
   以上であることを特徴とする請求項１記載の光学素子用
   樹脂組成物。
4. 【請求項４】 −２０℃における損失正接が０．０２以
   上であることを特徴とする請求項２記載の光学素子用樹
   脂組成物。
5. 【請求項５】 常温における動摩擦係数が０．０７〜
   ０．１５であることを特徴とする請求項１〜請求項４い
   ずれか記載の光学素子用樹脂組成物。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５いずれか記載の光学
   素子用樹脂組成物で、その全部もしくは一部が構成され
   ていることを特徴とする光学素子。
7. 【請求項７】 前記光学素子がフレネルレンズシートで
   あることを特徴とする請求項６記載の光学素子。
8. 【請求項８】 請求項６もしくは請求項７記載の光学素
   子と、レンチキュラーレンズシートとからなるプロジェ
   クションスクリーン。