JP2004299382A - プラスチック積層体及びその製造方法並びに背面投影型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】余分な積層部材をプラスチック基材に予め形成されている逃げ部に移動させて圧力分布を吸収させることで圧力を均一化させ高精度な面転写を実現する。
【解決手段】予め略最終形状に前加工されたハニカム状の基材９に、少なくとも１つ以上のプラスチックの積層部材８が積層されたプラスチック積層体の製造方法に関する。予め所望の形状に加工された下型部材２の転写面１を積層部材８に押圧し、プラスチックの積層部材８の表面に転写面１を転写する時に、少なくとも積層部材８を加熱軟化させ、余分な積層部材８をハニカム状の基材に予め形成されている逃げ部である開口部１０に移動させて圧力分布を吸収させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のプラスチックが積層されてなる複合プラスチック成形品、特にプラスチック製反射ミラーに代表される高精度な転写面（反射面）を有する光学素子等のプラスチック積層体の製造方法に関する。

２つの部材を積層させて一方の部材に転写面を転写する方法および装置としては、例えば特開平１−３１６７０２号に示されるような圧着式のものがある。これはレンズシート部を加熱溶融させてレンズ型面に展延した後、透光性部材を圧着したものである。このような方法においては、対象形状が曲面となった場合曲率をカバーするためにレンズシート厚さを厚くしなくてはならない。そのためレンズシートの加熱溶融およびその固化に非常に時間を要し、コストが増加する。また、レンズシート厚みが場所によって不均一になるため、圧力を転写面全体に均一に負荷することができず、圧着後に不均一な収縮が生じ、精度良い成形品を作製することができない（図１８）。

特開平３−８２５１３号、特開平５−１５４９３３号、特開平７−１７８８３４号、特開２０００−３２６３６０号では、予め金属膜が形成されている反射フィルムを金型内に設置し、反射フィルム背面より樹脂を射出充填して一体化する方法が提案されている。この場合、フィルムに皺が発生しないように金型内に固定する必要があり、金型構造が複雑になる。更に、曲面に対応させようとすると射出成形での一体化が前提であるために樹脂充填時の高温と流動圧力の影響を受け、フィルムに皺や破れが発生するといった問題が生じる。また、強度確保のため成形品厚みを厚くすると、冷却に時間がかかり成形サイクルが増加する。更に成形品厚みが偏肉となると肉厚部と薄肉部での圧力偏在が生じ、射出成形だけでは高精度な形状精度を確保することができない。

特許第２８３１９５９５号では、予め用意された２つ以上のプラスチック母材を金型内に挿入し、プラスチック母材の軟化温度以上に加熱することで自己膨張による転写と一体化を実現し、その後、熱変形温度以下まで冷却して取り出すようにしている。この場合は樹脂圧力の不均一や樹脂流動の影響を受けることはないが、母材全体を加熱・冷却しているため非常に成形時間がかかりコストが増加すると言った問題が生じる。
特開平１−３１６７０２号公報 特開平３−８２５１３号公報 特開平５−１５４９３３号公報 特開平７−１７８８３４号公報 特開２０００−３２６３６０号公報 特許第２８３１９５９５号公報

本発明は、複数のプラスチックが積層されてなる複合プラスチック成形品、特にプラスチック製反射ミラーに代表される高精度な転写面（反射面）を有する光学素子の製造方法に関する。このような複合プラスチック成形品の製造方法としては、上述したような樹脂流動の影響や成形サイクルの増大を防ぐためには熱圧着による一体化方式が上げられる。

しかしながらこのような従来の熱圧着方式では特に対象形状が曲面となった場合下記のような問題が生じる。

図１８には、熱圧着により２つの部材を密着一体化させ、一方の部材に転写面を転写する従来例を示す。転写面１を有する下型部材２に予め熱可塑性材料３をヒーター４にて加熱溶融させる。その後、基材５を介して上型部材６を下降し加圧することで熱可塑性材料３と基材５を圧着させる。この場合図示されるように所望形状が曲面を有すると、図中「Ａ部」や「Ｂ部」に示されるように場所によって熱可塑性材料３の厚みが異なる。その結果、加圧時に圧力分布が生じる（転写面全体に均一に負荷することができず）ため圧着後の収縮が不均一となり、型部材２の転写面１を高精度に積層体７表面に転写することができない。

図１９には、基材５を予め曲面形状に加工したものを用いて加圧させた場合について示す。しかし、図示されるように基材５と転写面１を有する下型部材２を高精度に位置決めしないとやはり図中「Ｃ部」や「Ｄ部」に示されるように場所によって厚みが異なり、加圧時の圧力分布を十分に低減するには至らない。また、位置決めを精度良くできたとしても、基材５と下型部材２の転写面１との形状誤差が場所によって異なれば、同様に不均一な圧力分布を生じる。

すなわち、特に所望形状が曲面となった場合、プラスチック基材と転写面を有する部材との形状誤差で加圧時に不均一な圧力分布が生じ、圧着後の収縮が不均一となり、高精度に転写面を転写することができないといった問題が生じる。

本発明は以上のような問題点を鑑みて、場所によって圧力分布を吸収できるような構造を提案したものである。すなわち、本発明は、プラスチック基材に予め余分な積層部材が移動可能な逃げ部を形成しておき、前記前記積層部材を加熱軟化させ、余分な積層部材をプラスチック基材に予め形成されている逃げ部に移動させて圧力分布を吸収させることで圧力を均一化させ高精度な面転写を実現するプラスチック積層体及びその製造方法並びに背面投影型画像表示装置を提供することをその目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、予め略最終形状に前加工されたプラスチック基材に、少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材が積層されたプラスチック積層体の製造方法において、
予め所望の形状に加工された型部材転写面を、プラスチック積層部材表面に転写する時に、少なくとも前記積層部材を軟化させ、余分な積層部材をプラスチック基材に予め形成されている逃げ部に移動させることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項２の発明は、前記型部材転写面を前記積層部材に押圧することによって、プラスチック積層部材表面に前記型部材転写面を転写させることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項３の発明は、前記プラスチック基材をハニカム構造とし、該ハニカム構造の開口部を余分なプラスチック積層部材の逃げ部とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項４の発明は、前記プラスチック基材をハニカム構造とし、該ハニカム構造を有するプラスチック基材の開口部の積層部材積層面側に薄肉部が形成され、該薄肉部を、型部材押圧時に負荷される圧力に応じて変形させることで、前記プラスチック基材の逃げ部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項５の発明は、前記薄肉部の厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項６の発明は、前記ハニカム構造を有するプラスチック基材が、キャビティにハニカム構造を形成するための複数のピンが設けられている金型内に、溶融された樹脂を高圧で充填することによって作製されることを特徴とする請求項３又は４に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項７の発明は、前記金型のキャビティ内に設けられた複数のピンを前記キャビティ内に充填された樹脂から引き抜く前に、前記複数のピンと樹脂との界面に気体を付与させることを特徴とする請求項６に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項８の発明は、前記プラスチック基材が多孔質体で構成され、該多孔質体の多孔部を余分なプラスチック積層部材の逃げ部とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項９の発明は、前記プラスチック基材が、該プラスチック基材の成形時に発泡材を含有することで作製されることを特徴とする請求項８に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１０の発明は、前記型部材押圧時にプラスチック積層部材を軟化させることによって、プラスチック基材の略最終所望面形状を補正するとともに、前記プラスチック積層部材と前記プラスチック基材とを密着一体化することを特徴とする請求項１〜９に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１１の発明は、前記プラスチック積層部材の構成部材を、その軟化温度Ｔ１がプラスチック基材の構成部材の軟化温度Ｔ２より低い熱可塑性部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック積層部材を積層後、型部材を加圧するときに、軟化温度Ｔ１以上軟化温度Ｔ２以下の範囲内の温度に加熱することによって密着一体化することを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１２の発明は、前記プラスチック積層部材の構成部材を紫外線硬化型樹脂で構成し、プラスチック基材の積層面に前記プラスチック積層部材を積層後、型部材を加圧するときに、紫外線を照射させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１３の発明は、前記プラスチック基材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδがε×ｔａｎδ＜０．０１になるように、かつプラスチック積層部材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδとなるような部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック積層部材を積層し、型部材を加圧するときに、高周波誘電加熱によって前記プラスチック積層部材を軟化させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１４の発明は、前記プラスチック積層部材とプラスチック基材との間にプラスチック中間層が挿入され、型部材押圧時に前記プラスチック中間層を軟化させることによって、前記プラスチック基材の略最終所望面形状を補正するとともに、前記プラスチック積層部材と前記プラスチック基材とを密着一体化することを特徴とする請求項１〜９に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１５の発明は、プラスチック中間層の構成部材を、その軟化温度Ｔ３がプラスチック基材の構成部材の軟化温度Ｔ２より低い熱可塑性部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック中間層とプラスチック積層部材とを順次積層後、型部材を加圧するときに、軟化温度Ｔ３以上軟化温度２以下の範囲内の温度に加熱することによって密着一体化することを特徴とする請求項１４記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１６の発明は、前記プラスチック中間層の構成部材を紫外線硬化型樹脂で構成し、プラスチック基材の積層面に前記プラスチック中間層とプラスチック積層部材とを順次積層後、型部材を加圧するときに、紫外線を照射させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１７の発明は、前記プラスチック基材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδがε×ｔａｎδ＜０．０１になるように、かつプラスチック積層部材もしくはプラスチック中間層の誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδとなるような部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック中間層とプラスチック積層部材とを順次積層し、型部材を加圧するときに、高周波誘電加熱によって前記プラスチック積層部材もしくは前記プラスチック中間層を選択的に軟化させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１８の発明は、前記プラスチック中間層を、接着温度がプラスチック基材の軟化温度より低い熱硬化型もしくは、ホットメルト型の接着部材で構成し、加熱・加圧することによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項１９の発明は、前記プラスチック積層部材が、厚さ０．５ｍｍ以下のプラスチックフィルムで構成されていることを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載のプラスチック積層体の製造方法である。

また、請求項２０の発明は、前記プラスチック積層部材として、予め表面に金属反射膜を形成してあるプラスチック積層部材を用いて、請求項１〜１９の何れかに記載のプラスチック積層体の製造方法によって作製されているプラスチック積層体である。

また、請求項２１の発明は、請求項２０のプラスチック積層体を投射ミラーとして用いたことを特徴とする背面投影型画像表示装置である。

請求項１又は２に記載の発明によれば、積層部材の余分な樹脂を基材逃げ部に移動させることによって、加圧時の圧力分布を低減させ、より高精度な面転写を実現することができる。

また、請求項３記載の発明によれば、さらに、積層体の剛性を確保しつつ、軽量化を実現できる。

また、請求項４記載の発明によれば、さらに、ハニカム状開口部に形成された薄肉部を変形させ、そこに積層部材の余分な樹脂を移動させることによって、余分な樹脂が開口部に逃げ続けることがないため、樹脂の粘度に左右されずより安定して圧力分布を低減できる。

また、請求項５記載の発明によれば、さらに、ハニカム状開口部に形成された薄肉部の厚みを１０μｍ以上５００μｍ以下とすることで一体化時に薄肉部の破断を抑制するとともに、圧力分布を緩和するための変形が可能となる。

また、請求項６記載の発明によれば、さらに、基材を射出成形によって、作製することによって、簡易、低コストでの基材作製が可能となる。

また、請求項７記載の発明によれば、さらに、複数のピンをキャビティ内に充填された樹脂から引き抜く前に、複数のピンと樹脂界面に気体を付与させることによって、基材を射出成形で作製するときの離型時の離型抵抗を低減し、ハニカム状の基材が離型する時の変形を防ぐことができる。

また、請求項８記載の発明によれば、さらに、基材を多孔質体で構成することによって、基材を容易に低コストで作製することができる。

また、請求項９記載の発明によれば、さらに、基材成形時に発泡材を含有させることで容易に低コストで多孔質体で構成される基材を作製することができる。

また、請求項１０記載の発明によれば、さらに、加圧時に前記積層部材を軟化させることによって、基材表面形状を型部材の転写面形状（最終所望面形状）に補正し、高精度な面転写を可能とするとともに、積層部材とプラスチック基材とを強固に密着一体化させる。

また、請求項１４記載の発明によれば、さらに、積層部材と基材の間にプラスチック中間層を挿入し、加圧時に前記中間層を軟化させることによって、積層部材を軟化せずに一体化することが可能となり、積層部材に予め機能を付加させることができる。

また、請求項１１又は１５記載の発明によれば、さらに、基材を軟化させることなく積層部材と基材を強固に密着一体化させることができるため、一体化時の加工サイクルを短くすることができる。

また、請求項１２又は１６記載の発明によれば、さらに、積層部材もしくは中間層を紫外線硬化型樹脂で構成し、前記基材の積層面に前記積層部材を重ね、加圧するときに紫外線を照射させることによって、一体化することによって、加熱・冷却工程が必要ないため、加工サイクルを短くすることができる。

また、請求項１３又は１７記載の発明によれば、さらに、基材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδがε×ｔａｎδ＜０．０１になるように、かつ積層部材もしくは中間層の誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδとなるような部材で構成し、基材の積層面に前記積層部材を重ね、加圧するときに高周波誘電加熱によって積層部材もしくは中間層のみを軟化させることによって、一体化することによって、選択的な加熱が可能でありかつ加熱応答性が非常に速いため、加工サイクルを短くすることができる。

また、請求項１８記載の発明によれば、さらに、中間層を接着温度が基材の軟化温度より低い熱硬化型もしくは、ホットメルト型の接着部材で構成し、加熱・加圧して一体化することによって、基材と積層部材を強固に密着一体化することができる。

また、請求項１９記載の発明によれば、さらに、積層部材を厚さ０．５ｍｍ以下のプラスチックフィルムで構成することによって、積層部材を容易に所望形状に変形することが可能となる。また、予め積層部材に機能付加する場合ロール状で扱えるため容易に低コストで機能を付与できる。

また、請求項２０記載の発明によれば、さらに、本発明の製造方法にて反射ミラーを作製することで、低コスト、高精度、高剛性、軽量なプラスチックミラーを提供できる。

また、請求項２１記載の発明によれば、さらに、薄型の背面投影型画像表示装置の高画質化、軽量化、低コスト化の実現が可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明におけるプラスチック積層体の構成及び製造方法に関しての第１の実施例を示す。図１に示すように、互いに対向配置された下型部材２と上型部材６とが用意され、下型部材２には、少なくとも１つ以上の所望の形状を有する転写面１が形成され、かつ加熱用のヒーター４が設置されている。また、下型部材２上には、アクリル樹脂からなるフィルム状の積層部材８が固定されている。一方、積層部材８と転写面１を有する上型部材６との間には予めその表面が略最終所望形状に加工されハニカム状の基材９が挿入されている（図１（Ａ））。尚、本実施例ではハニカム状の基材９の構成部材としてポリカーボネイト樹脂（軟化温度１５０℃）、積層部材８の構成部材としてはアクリル樹脂（軟化温度１０５℃）を用いた。

次いで動作について説明する。図１（Ａ）の状態から上型部材６を下降させる。この時、フィルム状の積層部材８は、ハニカム状の基材９に押圧されながら曲面形状に変形し、次いで下型部材２の転写面１と接触し、最終的に２部材（ハニカム状の基材９と積層部材８）が加圧密着される（図１（Ｂ））。この時、下型部材２に設置されたヒーター４によって積層部材８を構成するアクリル樹脂の軟化温度以上かつハニカム状の基材９を構成するポリカーボネイト樹脂の軟化温度以下である１２０℃に加熱している。次いで、アクリル樹脂の軟化温度以下である１００℃に冷却した後、上型部材６を上昇させて一体化した積層体７を取り出す（図１（Ｃ））。

次に、本発明の効果について説明する。
本発明においては、下型部材２の転写面１とハニカム状の基材９の位置ずれや場所による形状誤差によって、図１８や図１９に示したように加圧時の積層部材８の厚みが不均一になったとしても、ハニカム状の基材９の逃げ部である開口部１０に積層部材８の余分な樹脂が移動することで加圧時に生じる圧力分布を緩和することができ、高精度な転写を実現できる。

上記効果について図２を用いてもう少し詳しく説明する。図２は加圧時（図１（Ｂ））の積層部材８が薄肉になった部分（図中Ｅ）と厚肉になった部分（図中Ｆ）に相当する部分を拡大したものである。負荷される圧力が大きくなる「Ｅ」の薄肉になった部分では積層部材８の樹脂がハニカム状の基材９の開口部１０に多量に移動し、上記圧力が軽減される。一方、負荷される圧力が小さい「Ｆ」の厚肉になった部分ではハニカム状の基材９の開口部１０に移動する樹脂量が少なくなる。すなわち負荷される圧力に応じてハニカム状の基材９の開口部１０に移動する樹脂量が変わり、全体として均一な圧力が負荷されるようになるのである。

尚、本実施例では積層部材８として平面状のフィルムを用いて加圧と同時に上記積層部材８を変形させている。本発明における積層部材８の所望形状への変形方法はこれに限定されず、例えば図３に示すように、予め積層部材８を転写面１形状に変形させておいても良い。この場合は真空吸引等の手段によって予め転写面１形状に積層部材８を変形させることができる。

更には、図４（Ａ）に示すように予め下型部材２内へ液状の樹脂１１を挿入後、ハニカム状の基材９を接触させ（この時、余分な樹脂は逃げ部に移動する）、固化一体化させることも可能である。この場合、第１実施例のように積層部材として熱可塑性樹脂を用いる場合は、予め加熱溶融させ液状としたものを下型部材内に挿入するが、これに限らず例えば通常、常温で液状である熱硬化樹脂を用いることもできる。この場合はハニカム状の基材９を接触させた後、加熱することで固化させることができる。また、図４（Ｂ）に示すように転写面１とハニカム状の基材９とを所望の隙間Ｄ隔てて相対させた後に、前記隙間Ｄ内に液状の樹脂１１を挿入させてもかまわない。

上述した圧力分布低減以外の本発明の効果について以下に説明する。
１．積層部材８の溶融によりハニカム状の基材９形状を補正することが可能であり、忠実に転写面１を転写することができる（ハニカム状の基材９の精度は不要であり低コスト化が可能となる）。
２．加熱溶融されるのは、積層部材８だけなので、加熱及びその冷却時間を短くすることが可能であり、成形サイクルを短縮できる。（積層部材８は、ハニカム状の基材９と下型部材２の形状誤差以上の厚みがあれば良く、ハニカム状の基材９形状を略最終形状の加工すればその厚みは薄くすることが可能）。
３．基材がハニカム形状となっているため、積層体の剛性を確保しつつ軽量化を実現できる。

図５（Ａ）は本発明に係る第２実施例のプラスチック積層体に備えるハニカム状の基材の断面図、図５（Ｂ）は同背面図、図６は本発明に係る第２実施例のプラスチック積層体の構成及びその製造方法を示す図である。

積層部材８の余分な樹脂の逃げ部として図５に示すようなハニカム状の基材９の構成とすることもできる。ここでは、ハニカム状の基材９に形成されている開口部１０の積層部材８を積層する面に逃げ部である薄肉部１２が形成されている。即ち、図５のハニカム状の基材と図１に示したハニカム状の基材とは、薄肉部１２の有無のみ異なり、他の構成は同様である。

図６に示すように、この図５に示すハニカム状の基材９を用いて、図１で説明したのと同様にしてプラスチック積層体を製造することができる。
この場合は、ハニカム状の基材９の薄肉部１２が変形することで加圧時に生じる圧力分布を緩和することができ、高精度な転写を実現できる。

図７を用いてもう少し詳しく説明する。図７は加圧時（図６（Ｂ））の積層部材が薄肉になった部分（図中Ｅ）と厚肉になった部分（図中Ｆ）に相当する部分を拡大したものである。負荷される圧力が大きくなる「Ｅ」の薄肉になった部分では薄肉部１２が大きく変形し、その部分に余分な樹脂が移動し上記圧力が軽減される。一方、負荷される圧力が小さい「Ｆ」の厚肉になった部分では薄肉部１２の変形量は小さく、移動する樹脂量が小さくなる。すなわち負荷される圧力に応じて薄肉部１２の変形量が変わり（樹脂の移動量が変わり）、全体として均一な圧力が負荷されるようになるのである。

第１実施例と比較した場合、基材の作製方法は難しくなるが余分な樹脂が開口部１０に移動し続けることがない（薄肉部１２でおさえられる）ため、樹脂の粘度に左右されずより安定して圧力分布を改善することが可能となる。ここで、薄肉部１２の厚さは１０μｍ〜５００μｍであることが望ましい。１０μｍ以下では加工が困難となる上に、一体化時の加圧で亀裂が発生してしまう。また、５００μｍ以上では加圧時に十分な変形ができない。

図８には、上述したハニカム状の基材９の作製方法を示す。ここでは、薄肉部１２が形成されているハニカム状の基材９の作製方法に関して示すが、薄肉部がないハニカム状の基材９についても適用できる。シリンダー１３内で溶融されたポリカーボネイト樹脂を、前記樹脂の軟化温度以下である１３０℃に保たれかつ、キャビティ内にハニカム構造を形成するための複数のピン１４が形成された金型１５内に射出充填する（図８（Ａ））。ポリカーボネイト樹脂が軟化温度以下に冷却した後、金型１５からハニカム状の基材９が取り出される（図８（Ｂ））。

図９は金型１５キャビティ部に形成された前記複数のピン１４の１つを拡大視したものである。ピン１４先端は外部に設置された図示しない圧縮気体供給源に連通された微小な穴１６が形成されており、ここからピン１４を離型する前に、気体が付与されるようになっている。

ハニカム状の基材９の作製に関しての効果を下記に記す。
１．通常の射出成形での作製が可能で、簡易、低コストでの作製が可能。
（前述したように、本発明では一体化時に形状補正が可能であり、ハニカム状の基材９表面の精度はいらない）。
２．薄肉部１２下部の開口部１０形成のためのピン１４より気体を付与することで、離型前にピン１４と樹脂間に空気層が形成される。従って、離型時の樹脂とピン１４の離型抵抗を低減し、ハニカム状の基材９離型時の変形を防ぐことができる。尚、図９に示すように前記ピン１４の側面をテーパ形状１７とすることで、「２」と同様離型時の樹脂とピン１４の離型抵抗を低減し、ハニカム状の基材９が離型する時の変形を防ぐことが可能となる。

積層部材８の余分な樹脂の逃げ部が形成された基材として、多孔性プラスチックを用いることも可能である。この場合は、基材成形時に発泡体を含有することで、上述したようなハニカム状の基材９の開口部１０形成が不用（ピンを抜くための工夫が不要）であり、より容易に積層部材８の余分な樹脂の逃げ部が形成された基材を作製することができる。

これまで、ハニカム状の基材と積層部材との２層構成について述べてきたが、図１２では本発明における第３実施例として３層構成における場合について述べる。
図１２に示すように、下型部材２上に固定されたポリエチレンテレフタレート樹脂（軟化温度２６０℃）で構成されたフィルム状積層部材８のハニカム状の基材９積層面側にウレタン樹脂（軟化温度１１０℃）で構成された中間層１８が積層されている。また、中間層１８と上型部材６との間にハニカム状の基材９が挿入されている（図１２（Ａ））。尚、本実施例では薄肉部の無いハニカム状の基材９を用いているが、これに限らず薄肉部１２が形成されているハニカム状の基材９を用いても良く、また多孔性基材を用いても良い。

次いで、動作について説明する。図１２（Ａ）の状態から上型部材６を下降させる。この時、第１実施例と同様フィルム状の積層部材８は、ハニカム状の基材９に押圧されながら曲面形状に変形し、次いで下型部材２の転写面１と接触し、最終的に２部材（ハニカム状の基材９と積層部材８）が加圧密着される（図１２（Ｂ））。この時、下型部材２に設置されたヒーター４によって中間層１７を構成するウレタン樹脂の軟化温度以上かつハニカム状の基材９を構成するポリカーボネイト樹脂及び積層部材８を構成するポリエチレンテレフタレート樹脂の軟化温度以下である１３０℃に加熱している。次いで、ウレタン樹脂の軟化温度以下である１００℃以下に冷却した後、上型部材６を上昇させて一体化した積層体７を取り出す（図１２（Ｃ））。

本実施例の効果について説明する。加圧時に生じる圧力分布を緩和することができ、高精度な転写を実現できる。更に、本実施例においては、中間層１８溶融により基材形状を補正することが可能であり、忠実に転写面１を転写することができる。ここで、実施例１及び実施例２との大きな効果の差は積層部材８を溶融することなく基材の形状の補正や基材と積層部材８の密着が可能になるということである。この場合、予め積層部材８に金属反射膜や無反射コーティング等の機能を付加させることが可能である。すなわち、積層部材８が溶融しないので上述のような機能を付加させても一体化で前記機能が失われることがない。例えば積層部材８に予め金属反射膜１９が形成された反射フィルムを用いることで、図１４に示すような後蒸着工程レスとなる低コストな大型曲面ミラーを作製することができる（一体化前の積層部材８）への機能付加として、ロール状に巻取りながらの連続処理が可能となり、一体化後に機能付加する場合（バッチ処理）と比較して機能付加工程でのコストが低減する）。また、積層部材を０．５ｍｍ以下のフィルムで構成することで積層部材を容易に変形できる。本実施例では中間層１８としてウレタン樹脂を用いたが、ホットメルト型や熱硬化型の接着シートを用いることでより強固な密着を実現することができる。なお、図１４の大型曲面ミラーについては、本実施例以外にも他の実施例で説明した製造方法及びプラスチック積層体を適用することができる。

図１３は本発明に係る第４実施例のプラスチック積層体の構成及びその製造方法を示す図である。
この第４実施例では、薄肉部１２のあるハニカム状の基材９を用いた点のみ、第３実施例と異なり、他の点は第３実施例と同様である。

図１５は本発明の製造方法に関しての第５実施例における積層一体化装置に関する構成概略図を示す。なお、図１５及び後述する図１６では、ハニカム状の基材として、第２実施例の薄肉部のあるもので図示しているが、薄肉部の無い第１実施例のハニカム状の基材に置き換えてもよい。

ここでは、第１実施例又は第２実施例で説明したハニカム状の基材９と積層部材８との２層構造の場合について、第１実施例又は第２実施例との相違点のみを述べる。紫外線透過可能な石英で構成された下型部材２の転写面１が形成されたキャビティ内に紫外線硬化型樹脂２０が挿入されている。

前記下型部材２と上型部材６との間にハニカム状の基材９が挿入されている（図１５（Ａ））。一方、前記下型部材２下部には紫外線照射装置２１が設置され、下型部材２を通して、紫外線硬化型樹脂２０に紫外線照射可能となっている。

次いで、動作について説明する。図１５（Ａ）の状態から上型部材６を下降させ、ハニカム状の基材９は紫外線硬化型樹脂２０と接触し、両者が加圧密着される（図１５（Ｂ））。この時、下型部材２の下部に設置された紫外線照射装置２１によって下型部材２を通して、紫外線硬化型樹脂２０に紫外線照射し、紫外線硬化型樹脂２０を硬化させるとともにハニカム状の基材９と密着一体化させる。次いで、上型部材６を上昇させて一体化した積層体７を取り出す（図１５（Ｃ））。

本実施例の効果について説明する。第１実施例又は第２実施例と同様に、ハニカム状の基材９の開口部１０又は薄肉部１２に積層部材８の余分な樹脂が逃げることで加圧時に生じる圧力分布を緩和することができ、高精度な転写を実現できる。

また、本実施例においては、紫外線硬化樹脂２０によりハニカム状の基材９の表面形状を補正することが可能であり、忠実に転写面１を転写することができる。本実施例での、第１実施例又は第２実施例との大きな効果の差は加熱・冷却工程が不用のため、非常に加工サイクルを早くすることができることである。また、積層部材８に紫外線透過部材を用いれば、中間層１８を紫外線硬化型樹脂で構成することで、第３実施例のような中間層１８を用いる場合（３枚構成の場合）にも適用可能である。

図１６は本発明の第６実施例における積層一体化装置に関する構成概略図を示す。ここでは、第３実施例で説明したハニカム状の基材９、積層部材８、中間層１８の３枚構成の場合について述べる。上型部材６と下型部材２には高周波発生装置２２が接続してあり、１ＭＨｚ以上の高周波電流を印加することができるようになっている。下型部材２に固定されている積層部材８及びハニカム状の基材９を構成する部材は、その電気的特性である誘電率εと誘電正接ｔａｎδがε×ｔａｎδ＜０．０１になるように、一方中間層１８の構成部材は、０．０１＜ε×ｔａｎδ、好ましくは０．０５、＜ε×ｔａｎδになるような部材で構成されている。そのような部材として例えば積層部材８及びハニカム状の基材９の構成部材としてはポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂等が、中間層１８の構成部材としては塩化ビニル、メタクリル樹脂、ポリカーボネイト、エチレン酢ビコポリマー等がある。本実施例では、ハニカム状の基材９としてポリエーテルイミド樹脂を、積層部材８としてはポリエチレンテレフタレート樹脂を、中間層１８部材としてはエチレン酢ビコポリマーを用いた。

次いで、動作について説明する。中間層１８と上型部材６間にハニカム状の基材９を挿入する（図１６（Ａ））。その後、上型部材６を下降させる。この時、第３実施例と同様にフィルム状の積層部材８は、ハニカム状の基材９に押圧されながら曲面形状に変形し、次いで下型部材２の転写面１と接触し、最終的に２部材（ハニカム状の基材９と積層部材８）が加圧密着される（図１６（Ｂ））。次いで高周波発生装置２２にて高周波電流を印加させる。中間層１８の軟化温度以下に冷却した後、上型部材６を上昇させて一体化した積層体７を取り出す（図１６（Ｃ））。

本実施例の効果について説明する。第１実施例又は第２実施例と同様にハニカム状の基材９の開口部１０又は薄肉部１２に積層部材８の余分な樹脂が逃げることで加圧時に生じる圧力分布を緩和することができ、高精度な転写を実現できる。また、本実施例においては、中間層１８が溶融することでハニカム状の基材９形状を補正することが可能であり、忠実に転写面１を転写することができる。

また、高周波電流を印加するとプラスチック部材内部の双曲子の激しい運動がおこりその摩擦熱によって、プラスチック部材自身が自己発熱する。この時の発熱量は部材固有の物性値である誘電率εと誘電正接ｔａｎδの大きさに比例する。

本実施例においては中間層１８の構成部材として電気的特性である誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδ、好ましくは０．０５、＜ε×ｔａｎδのものを使用することで、積層部材８及びハニカム状の基材９を加熱せず中間層１８だけを選択的に加熱することが可能となるのである。すなわち、本実施例では中間層１８だけを選択的に加熱可能でありかつ加熱応答性が非常に速いため、非常に加工サイクルを速くすることができる。また、第５実施例のように型部材の構成部材の限定がなく、型部材として強度等を考慮して最適な部材を適宜選択することができる。

本実施例の高周波加熱方式は、第１実施例及び第２実施例のような２層構成の場合においても、積層部材８を誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδとなるような部材で構成することで適用可能である。

本発明は、転写面１として高精度な鏡面が形成されているものはもちろん微小なパターンが形成されているものに対しても適用可能である。

図１７は図１４のプラスチック反射ミラーを備える背面投影型画像表示装置の概略図である。
図１７に示すように、本実施例で作製した大型曲面ミラー（投射ミラー）をリアプロジェクションに適用することにより、光路を屈曲させリアプロジェクション自体の厚さｔを薄くすることができる。

さらに、本実施例により作製された大型曲面ミラーを用いることで図１７に示すような薄型のリアプロジェクション（背面投影型画像表示装置）の高画質化の実現が可能となる。なお、図１７中、符号３１は液晶パネルや投写レンズなどで構成されている光学エンジン、符号３２はスクリーンをそれぞれ示す。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、逃げ部の一例として、ハニカム状の基材や多孔質体を示したが、逃げ部を構成できれば他の構造であってもよい。また、ハニカム状の基材の一例として、図５において、開口が正方形のものを示したが、円形、楕円形等の形状や、矩形、三角形、五角形、六角形、等の正多角形又は多角形であってもよい。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明に係る第１実施例のプラスチック積層体の構成及びその製造方法を示す図である。 図１のプラスチック積層体のハニカム状の基材の要部拡大図である。 本発明に係る第１実施例のプラスチック積層体に備える積層部材の変形方法の他の例を示す図である。 本発明に係る第１実施例のプラスチック積層体に備える積層部材の変形方法のその他の例を示す図である。 本発明に係る第２実施例のプラスチック積層体に備えるハニカム状の基材を示す図である。 本発明に係る第２実施例のプラスチック積層体の構成及びその製造方法を示す図である。 図６のプラスチック積層体のハニカム状の基材の要部拡大図である。 本発明に係るプラスチック積層体に用いるハニカム状の基材の製造方法を示す図である。 図８のハニカム状の基材の製造方法で用いる金型の要部拡大図である。 本発明に係る第２実施例のプラスチック積層体に備える積層部材の変形方法の他の例を示す図である。 本発明に係る第２実施例のプラスチック積層体に備える積層部材の変形方法のその他の例を示す図である。 本発明に係る第３実施例のプラスチック積層体の構成及びその製造方法を示す図である。 本発明に係る第４実施例のプラスチック積層体の構成及びその製造方法を示す図である。 本発明に係るプラスチック積層体の製造方法により作製したプラスチック反射ミラーの断面構成を示す図である。 本発明に係る第５実施例のプラスチック積層体の製造方法に用いる積層一体化装置に関する構成概略図である。 本発明に係る第６実施例のプラスチック積層体の製造方法に用いる積層一体化装置に関する構成概略図である。 図１４のプラスチック反射ミラーを備える背面投影型画像表示装置の概略図である。 従来のプラスチック積層体の製造方法を示す図である。 従来のプラスチック積層体の製造方法の他の例を示す図である。

符号の説明

１ 転写面
２ 下型部材
３ 熱可塑性材料
４ ヒーター
５ 基材
６ 上型部材
７ 積層体
８ 積層部材（プラスチック積層部材）
９ ハニカム状の基材（プラスチック基材）
１０ 開口部（逃げ部）
１１ 液状の樹脂
１２ 薄肉部（逃げ部）
１３ シリンダー
１４ ピン
１５ 金型
１６ 穴
１７ テーパ形状
１８ 中間層（プラスチック中間層）
１９ 金属反射膜
２０ 紫外線硬化型樹脂
２１ 紫外線照射装置
２２ 高周波発生装置

Claims (21)

1. 予め略最終形状に前加工されたプラスチック基材に、少なくとも１つ以上のプラスチック積層部材が積層されたプラスチック積層体の製造方法において、
   予め所望の形状に加工された型部材転写面を、プラスチック積層部材表面に転写する時に、少なくとも前記積層部材を軟化させ、余分な積層部材をプラスチック基材に予め形成されている逃げ部に移動させることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
2. 前記型部材転写面を前記積層部材に押圧することによって、プラスチック積層部材表面に前記型部材転写面を転写させることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック積層体の製造方法。
3. 前記プラスチック基材をハニカム構造とし、該ハニカム構造の開口部を余分なプラスチック積層部材の逃げ部とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック積層体の製造方法。
4. 前記プラスチック基材をハニカム構造とし、該ハニカム構造を有するプラスチック基材の開口部の積層部材積層面側に薄肉部が形成され、該薄肉部を、型部材押圧時に負荷される圧力に応じて変形させることで、前記プラスチック基材の逃げ部を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック積層体の製造方法。
5. 前記薄肉部の厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック積層体の製造方法。
6. 前記ハニカム構造を有するプラスチック基材が、キャビティにハニカム構造を形成するための複数のピンが設けられている金型内に、溶融された樹脂を高圧で充填することによって作製されることを特徴とする請求項３又は４に記載のプラスチック積層体の製造方法。
7. 前記金型のキャビティ内に設けられた複数のピンを前記キャビティ内に充填された樹脂から引き抜く前に、前記複数のピンと樹脂との界面に気体を付与させることを特徴とする請求項６に記載のプラスチック積層体の製造方法。
8. 前記プラスチック基材が多孔質体で構成され、該多孔質体の多孔部を余分なプラスチック積層部材の逃げ部とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチック積層体の製造方法。
9. 前記プラスチック基材が、該プラスチック基材の成形時に発泡材を含有することで作製されることを特徴とする請求項８に記載のプラスチック積層体の製造方法。
10. 前記型部材押圧時にプラスチック積層部材を軟化させることによって、プラスチック基材の略最終所望面形状を補正するとともに、前記プラスチック積層部材と前記プラスチック基材とを密着一体化することを特徴とする請求項１〜９に記載のプラスチック積層体の製造方法。
11. 前記プラスチック積層部材の構成部材を、その軟化温度Ｔ１がプラスチック基材の構成部材の軟化温度Ｔ２より低い熱可塑性部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック積層部材を積層後、型部材を加圧するときに、軟化温度Ｔ１以上軟化温度Ｔ２以下の範囲内の温度に加熱することによって密着一体化することを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック積層体の製造方法。
12. 前記プラスチック積層部材の構成部材を紫外線硬化型樹脂で構成し、プラスチック基材の積層面に前記プラスチック積層部材を積層後、型部材を加圧するときに、紫外線を照射させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック積層体の製造方法。
13. 前記プラスチック基材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδがε×ｔａｎδ＜０．０１になるように、かつプラスチック積層部材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδとなるような部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック積層部材を積層し、型部材を加圧するときに、高周波誘電加熱によって前記プラスチック積層部材を軟化させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１０に記載のプラスチック積層体の製造方法。
14. 前記プラスチック積層部材とプラスチック基材との間にプラスチック中間層が挿入され、型部材押圧時に前記プラスチック中間層を軟化させることによって、前記プラスチック基材の略最終所望面形状を補正するとともに、前記プラスチック積層部材と前記プラスチック基材とを密着一体化することを特徴とする請求項１〜９に記載のプラスチック積層体の製造方法。
15. プラスチック中間層の構成部材を、その軟化温度Ｔ３がプラスチック基材の構成部材の軟化温度Ｔ２より低い熱可塑性部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック中間層とプラスチック積層部材とを順次積層後、型部材を加圧するときに、軟化温度Ｔ３以上軟化温度２以下の範囲内の温度に加熱することによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法。
16. 前記プラスチック中間層の構成部材を紫外線硬化型樹脂で構成し、プラスチック基材の積層面に前記プラスチック中間層とプラスチック積層部材とを順次積層後、型部材を加圧するときに、紫外線を照射させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法。
17. 前記プラスチック基材の誘電率εと誘電正接ｔａｎδがε×ｔａｎδ＜０．０１になるように、かつプラスチック積層部材もしくはプラスチック中間層の誘電率εと誘電正接ｔａｎδが０．０１＜ε×ｔａｎδとなるような部材で構成し、前記プラスチック基材の積層面に前記プラスチック中間層とプラスチック積層部材とを順次積層し、型部材を加圧するときに、高周波誘電加熱によって前記プラスチック積層部材もしくは前記プラスチック中間層を選択的に軟化させることによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法。
18. 前記プラスチック中間層を、接着温度がプラスチック基材の軟化温度より低い熱硬化型もしくは、ホットメルト型の接着部材で構成し、加熱・加圧することによって密着一体化することを特徴とする請求項１４に記載のプラスチック積層体の製造方法。
19. 前記プラスチック積層部材が、厚さ０．５ｍｍ以下のプラスチックフィルムで構成されていることを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載のプラスチック積層体の製造方法。
20. 前記プラスチック積層部材として、予め表面に金属反射膜を形成してあるプラスチック積層部材を用いて、請求項１〜１９の何れかに記載のプラスチック積層体の製造方法によって作製されているプラスチック積層体。
21. 請求項２０のプラスチック積層体を投射ミラーとして用いたことを特徴とする背面投影型画像表示装置。

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