JP2003231140A - 透明シートの製造法及び透明シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、光硬化性樹脂組成物を厚み精度を確
保しつつ表面状態がコントロールされた透明シートを簡
便かつ安定的に製造する方法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】酸素により重合阻害される光硬化性樹脂組
成物を平面の支持体上に一定厚みが得られるようにシー
ト状に流延し、有酸素環境下で紫外線を照射することに
より、流延した樹脂の支持体に接する面と反対側の表層
が未硬化となるように硬化させ、未硬化の表面にローラ
ーにて透明プラスチックフィルムを圧着した後、再度紫
外線を照射して厚み方向全域に渡り硬化、成型物表面に
支持体および透明プラスチックフィルムの表面状態を転
写させ、その後プラチックフィルムを剥離、さらに成形
したシートを支持体から剥離回収することにより、目的
のシートを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明シートの製造
方法および透明シートに関するものである。産業上の利
用分野としては、光学用フィルム等の透明性、表面硬
度、耐熱性、平滑性が要求される用途に適し、具体的に
は、ＩＴＯ膜製膜、透明配線を施した上で、電界によっ
て色調が変化するインクを塗布することによって製造さ
れる電子ペーパーや、同じく、タッチセンサー機能を持
たせたタッチパネル、さらには同じく有機ＥＬなど、表
面の硬度が要求され、且つ薄型軽量化が必須となってい
る多岐用途に対する部材として応用が考えられる。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック、特に光硬化性樹脂をシー
ト状に成型する方法は、従来から次に示すような種々の
方法がある。ここでいうシートとは、厚み０．０５ｍｍ
以上のものを指し、一般的にはフィルムと呼ばれる物も
含む。

【０００３】セルキャスト法 光硬化性樹脂の製造は従来、セルキャスト法などにより
単一製品毎にバッチ生産する方法が一般的である（例え
ば特開平８−１３２４５５）。この方法は、ガラス等の
表面精度Ｒａが十数nmといった材を用いてセルを形成
し、これをキャスト型として注型成型する方法である。
この方法では、セルに高精度表面を持つ部材を用いるこ
とによって、硬化する樹脂表面がキャストする型のレプ
リカとなるようにすることを特徴とする。これにより、
鏡面状の表面をもつ板状成形物を簡単に得ることができ
る。しかし、連続的に板を製造するといった点で効率が
悪かった。

【０００４】連続製造法 また、連続製造法として上下位置関係にある２つの金属
製連続移動バンドの間に樹脂を連続的に供給し、硬化を
行う方法がある（例えば特開昭５４−５５０９０）。し
かしながら、この方法ではバンドが光を通さない材質に
よることから、必然的に熱硬化炉による硬化となるため
硬化時間が長くなり、装置が巨大化するという問題があ
った。さらに、この点を改善するために、バンドの材質
をポリエステルフィルムなどの樹脂フイルムとし、両面
より光硬化を行った場合には、バンド材の紫外線劣化に
よるたわみ、ゆがみにより長時間の連続生産が難しいと
いう問題があった。また、バンド材をガラスとするアイ
ディアもあるが、ガラスは曲面に曲げることができない
為、バンド状にすることは難しい。

【０００５】そこで、熱可塑性樹脂の流延成形に準じ、
金属表面に樹脂を展延し、金属面と反対側から光を照射
して硬化させる方法がある。しかし、一般的に光硬化性
樹脂は酸素により硬化阻害を受けるという性質を持つこ
とから、この方法では窒素ないし炭酸ガス雰囲気中で硬
化させることが必要である。また、光硬化性樹脂の粘度
を下げて樹脂の延展性をよくし、薄膜にして成型する場
合には金属表面に接しない側も比較的平滑な表面が得ら
れるが、厚物（シート）を成型するために粘度を上げる
と樹脂液のフローマークが残り、溶液流延法の平滑性が
得られない。

【０００６】これを解決する方法として、先に示した上
下位置関係にある２つの金属製連続移動バンドの間に樹
脂を連続的に供給し硬化を行う方法を応用し、片側の金
属製ベルトを透明フィルムに置き換え、透明フィルム側
から光を照射して硬化させる方法も知られている。しか
しながら、この方法では簡単に全体が硬化したシートが
得られるが、光硬化時には反応熱が発生するので、その
熱の為フィルムが波打つことから、平滑性に優れたよい
シートは得られない。

【０００７】さらには、金属ロール上で光により半硬化
させたシートを貼り合わせる方法も報告されているが
（例えば特開平１−１２３７０９号公報）、２枚分の硬
化設備が必要なことや、ロール上で必要な硬化時間を確
保する必要があるため、設備が巨大になるという難点が
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光硬化性樹
脂組成物を光硬化させて透明シートを製造する方法であ
って、厚み精度が優れ表面が鏡状である透明シートを簡
便かつ安定的に製造する方法および透明シートを提供す
ることを課題とする。より具体的には、既存のプロセ
ス、特に流延成形にて光硬化性樹脂をシート状に製造す
る場合の下記の根本的な問題点を解決する方法を提供す
る。 酸素による硬化阻害 表面の凹凸発生

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するために鋭意検討した結果、酸素により重合阻
害される光硬化性樹脂組成物を平面の支持体上に一定厚
みが得られるようにシート状に流延し、有酸素環境下で
紫外線を照射することにより、流延した樹脂の支持体に
接する面と反対側の表層が未硬化となるように硬化さ
せ、更に未硬化の表面に透明プラスチックフィルムを圧
着した後、再度紫外線を照射して厚み方向全域を硬化
し、シート表面に支持体および透明プラスチックフィル
ムの表面状態を転写させ、その後プラチックフィルムを
剥離、さらに成形したシートを支持体から剥離回収する
ことにより、目的のシートが得られることを見いだし、
本発明に至った。

【００１０】本発明のポイントは、光硬化性樹脂組成物
が一般的に酸素によって重合阻害を起こすことを逆に利
用したものであり、その特徴として紫外線による硬化を
２段階に分け、まず、流延された樹脂組成物表面が酸素
に接触するように有酸素環境下で１段目の硬化を行い、
その後、透明フィルムを圧着することにより酸素を遮断
した上で２度目の紫外線硬化を行う点にある。

【００１１】すなわち、一定厚みが得られるように支持
体上に流延した樹脂組成物に有酸素環境下で紫外線を照
射することにより、流延された樹脂はごく表面を除き硬
化する。これにより、シートとしての厚みを考慮すると
高い精度で厚み精度を確保することができる。次に、酸
素による重合阻害効果により未硬化であった樹脂表面に
ローラーにて透明プラスチックフィルムを圧着すること
により、表面が酸素に接触することを防止すると共に、
１段目の硬化時に酸素と化合した分子とそうでない分子
をシート内で攪拌し、フィルムとの接触面が硬化可能な
状態とする。さらに、透明フィルムを介して２段目の紫
外線照射を行い、シート厚み全域を硬化させる。ここ
で、既に１段目において樹脂は硬化による発熱の大部分
を完了している為、発生する反応熱は１段目と比較して
格段に少ない。その為、透明プラスチックフィルムが樹
脂の硬化による発熱によって変形しないように除熱する
ことは難しくない。これにより、シート表面に支持体の
表面状態を転写し、かつ高い厚み精度を持つシートを成
形することができる。かかる方法によれば、支持体を鏡
面状態を持つ材料とすることにより、少なくとも片側表
面が鏡面状態となる平滑性に優れたシートを成形するこ
とができる。また、支持体を金属ベルトにし、透明なプ
ラスチックフィルムをローラーで供給することによっ
て、連続的にシートを成形することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明で用いる光硬化性樹脂組成
物は、少なくとも光硬化性モノマー、反応促進剤を含有
したものであり、光硬化性モノマーは酸素による重合阻
害性を持つことが必須条件となるが、一般的に光硬化性
樹脂は酸素による重合阻害性を持つことから、問題とな
らない。その為、モノマーは特に限定されるものではな
いが、特に、変性アクリル樹脂である多官能性モノマー
が好ましく、下記化学式（I）で表される単量体Ａ（Ｎ-
（３-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジル）-２-メ
タクリロイルオキシエチルカルバメート）と、下記化学
式（II）で表される単量体Ｂ（トリス（２-アクリロイ
ルオキシエチル）イソシアヌレート）、及びラジカル重
合開始剤を含有する組成物が一例として挙げられる。

【００１３】

【化２】

【００１４】ラジカル重合開始剤としては、公知の２,
２-ジメトキシ-２-フェニルアセトフェノン、ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、アゾビスイソブチルニ
トリル、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。

【００１５】本発明を図１にて説明する。図に示す例で
はＴダイにモノマーと触媒を含有する組成物を供給
し、連続ベルトに均一に流延する。次に、流延された
樹脂に第一ＵＶ照射装置によってＵＶ照射を行う。こ
の際、環境は有酸素環境下であればよいが通常はエア環
境下で行う。ＵＶの照射量は樹脂厚方向に対して必要な
厚み精度が得られる程度まで照射を行い、表層部は未硬
化の状態となる程度に押さえる。表面が未硬化であるこ
とは、表面にタック性があること、つまりべたつきが残
っていることにて容易に確認することができる。ＵＶ照
射装置は一般的な高圧水銀灯やメタルハライドランプを
使用することができ、光硬化性樹脂の硬化特性に合わせ
て有効波長を発するランプを選択する。第一ＵＶ照射に
於ける必要ＵＶ照射量は、使用する樹脂によるが、例と
して挙げた、Ｎ-（３-イソプロペニル-α,α-ジメチル
ベンジル）-２-メタクリロイルオキシエチルカルバメー
ト５４.０重量部とトリス（２-アクリロイルオキシエチ
ル）イソシアヌレート４６．０重量部の混合物からなる
モノマーにラジカル重合開始剤としてベンジルジメチル
ケタールを０．２％重量部添加する系においての一例と
して、厚みが１ｍｍ±１０％程度であれば高圧水銀灯
（ピーク波長３６５ｎｍ）にて１００〜５００ｍＪ、好
ましくは３００ｍＪ程度である。さらに、この状態の樹
脂板に透明プラスチックフィルムをローラーを用い
て貼り付ける。この場合に用いるフィルムは、離型性及
び表面状態さらに、形状の保持性から、厚み１００μｍ
程度のＰＥＴフィルムが好ましい。この際、貼り付け圧
力はローラー及びフィルムの材質、形状さらには必要と
する板の表面精度等によって適正値が異なるが、幅１５
０ｍｍ程度の板に厚さ１００μｍのフィルムを貼ること
を想定した場合、直径６０ｍｍ、幅１５０ｍｍのローラ
ーに５〜１０ｋｇ程度の重量をかけることにより、表面
平坦性が得られる。

【００１６】その後、第二ＵＶ照射装置によってＵＶ
照射を行う。この時、プラスチックフィルムによって酸
素による重合阻害が防止されている為、過大なＵＶ照射
を必要せずして、硬化が進行する。第二ＵＶ照射でのＵ
Ｖ照射量は５００〜１０００ｍＪ、更に好ましくは６０
０〜８００ｍＪである。この範囲の照射量で厚み方向全
域に渡り硬化が進行し、剥離可能なレベルとなる。ここ
で、厚みについてであるが、当該方法によれば塗布時の
精度によって様々な厚みを得ることができるが、実際の
製造における塗布精度を考慮すると、下限として０．０
５ｍｍ、また、上限としては液の流動による周辺部の厚
み変化が起こる為、３ｍｍ程度が限界である。

【００１７】

【実施例】以下に実施例をしめす。 （実施例１）Ｎ-（３-イソプロペニル-α,α-ジメチル
ベンジル）-２-メタクリロイルオキシエチルカルバメー
ト５０.０重量部とトリス（２-アクリロイルオキシエチ
ル）イソシアヌレート５０．０重量部の混合物からなる
モノマーにラジカル重合開始剤としてベンジルジメチル
ケタールを０．２％重量部添加したモノマーを使用し
た。Ｔダイにより、塗布厚み１．０ｍｍでステンレス製
の鏡面ベルト（表面粗度Ｒａ＝１２ｎｍ）にライン速度
２．０ｍ／ｍｉｎでモノマーを塗布した。また、この時
の幅は３００ｍｍであった。次に、第一ＵＶ照射とし
て、高圧水銀灯（ピーク波長３６５ｎｍ）を使用したＵ
Ｖ照射装置にて３００ｍＪを照射し、表面が未硬化状態
であることを確認した後、透明プラスチックフィルムと
して１００μｍ厚のＰＥＴフィルム（表面粗度Ｒａ＝１
２０ｎｍ）を手動にてローラーを用いて貼り付けた。こ
の時の押しつけ圧力は１０ｋｇ程度の加重であった。次
に、第二ＵＶ照射として、再度ＵＶ照射を行った。この
時、ＵＶ照射量は６００ｍＪであった。第二ＵＶ照射を
行った後、ＰＥＴフィルムを剥離、さらにステンレス鏡
面ベルトから剥離を行って、取り出したシートは表裏共
にタックの無い硬化を達成し、表面の平滑性としては、
ステンレス面は表面粗度Ra３０ｎｍ、ＰＥＴフィルム面
は表面粗度１６０ｎｍを達成した。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果があ
る。 ・有酸素環境下での成形の為、製造設備が簡単で安価で
ある。 ・表面の平滑性が高いシートが連続的に製造できる。 ・０．０５ｍｍの薄いフィルム状から１ｍｍを越える厚
みのあるシートを平坦に製造できる。 ・溶剤や窒素が不要の為、人体への危険性が少ない。 ・溶剤の回収の必要が無いため、設備がコンパクトにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の製造法の一例をしめす

【符号の説明】

１：Ｔダイ ２：連続ベルト ３：第一ＵＶ照射装置 ４：透明プラスチックフィルム ５：押さえローラー ６：第二ＵＶ照射装置 ７：引き取りローラー ８：ベルト駆動ローラー ９：ベルト温調装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩冶 昌弘 千葉県袖ヶ浦市長浦580番地32 三井化学 株式会社内 Ｆターム(参考） 4F071 AA33 AA76 BB02 BB06 BC01 4F205 AA21 AA36 AA42 AC05 AD08 AG01 AG03 AH73 AK03 AM25 GA07 GB02 GB26 GB28 GC07 GE25 GF24 GN04 4J100 AL74P AL82Q BA11Q BA38P BC43P BC73Q CA04 CA31 DA22 DA48 DA62 HA53 HE22 JA43

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光硬化性樹脂組成物を支持体上に厚み
   ０．０５〜３ｍｍの範囲の厚みでシート状に流延し、有
   酸素環境下で紫外線を照射して半硬化状態のシートを得
   て、更に該シートの上面に透明なプラスチックフィルム
   を圧着し、再度紫外線を照射して全硬化することを特徴
   とする透明シートの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、支持体が鏡面スチー
   ルベルトコンベアであって、ローラーで透明なプラスチ
   ックフィルムを圧着することを特徴とする請求項１に記
   載の透明シートの連続的製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１及び２の方法によって得られる
   透明シート。
4. 【請求項４】 下記化学式（I）で表される単量体Ａ
   と、下記化学式（II）で表される単量体Ｂ、及びラジカ
   ル重合開始剤を含有する組成物から得られる透明シー
   ト。 【化１】
5. 【請求項５】請求項１及び２の方法によって製造するこ
   とを特徴とする請求項４記載のシート。