JP2008279710A - シートおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２Ｐ法を用いるシートの製造において、生産性が良く気泡混入のないシート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】２Ｐ法を用いるシートの製造工程のうち、同心円状の微細凹凸形状を有する成形型上に紫外線硬化型樹脂を塗布する塗布工程において、成形型上の一領域もしくは複数領域に、紫外線硬化型樹脂を注入し、前記領域の円周方向にスムージングを行い平面化し、その後成形型の全面について、前記樹脂を注入した後に、前記樹脂をスムージングしていない領域もしくは成形型上全面について、スムージングを行い平面化する工程による製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、透光性基材上に形成した紫外線硬化型樹脂層の表面に、微細凹凸形状を転写形成する工程を含むシートの製造方法に関する。主にフレネルレンズシートのようなレンズシート製造に用いられるが、それに限定されるものではない。

レンズシートの製造方法として、加熱された金型により熱可塑性樹脂を押圧してフレネルレンズ面を形成する「熱プレス法」、或いは溶融軟化された熱可塑性樹脂組成物を金型内に注入し固化させてフレネルレンズ面を形成する「キャスティング法」等が採用されている。しかしながら、これらの製法は、共に成形サイクルに長時間を要するため、生産性が低く製造コストがかかる、微細形状のレンズ部（凹凸パターン）を再現性良く成形することが困難である等の問題がある。上記のような問題点を解決する方法として、紫外線硬化型樹脂を成形型内に注入した後に紫外線照射し、前記樹脂組成物を硬化させることにより樹脂成形物を得る、フォトポリマープロセス法（以下では２Ｐ法と呼ぶ）が提案されている。

２Ｐ法の一例として、以下の手順からなるレンズシートの製造方法が開示されている。（例えば、特許文献１参照。）レンズ部の微細凹凸形状を反転した形状を有する成形型に紫外線硬化型樹脂を塗布した後に、ロールでスムージングを行い平面化し、成形型上で平面化した前記樹脂上に透光性基材を積層し、透光性基材と紫外線硬化型樹脂と成形型の積層体を、透光性基材側から加圧ロールによりしごいて前記樹脂と前記基材を密着させ、透光性基材側より紫外線を照射することにより、成形型の微細凹凸形状が転写形成された前記樹脂を硬化させると共に、前記樹脂の硬化物と前記基材とを重合接着させたものを成形型より剥離してレンズシートを製造することを特徴とする、レンズシートの製造方法である。ここで、スムージングとは、樹脂を押し広げる工程である。

特許文献１に記載されているレンズシートの製造方法の特徴として、ロールでスムージングを行い紫外線硬化型樹脂を平面化する工程で、塗布した前記樹脂中に存在する気泡を成形型の有効領域外へ押し出すことが挙げられる。

また、その他の例として、以下の手順からなるレンズシートの製造方法が開示されている。（例えば、特許文献２参照。）レンズパターン型が形成された成形型の端部に電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりを形成する樹脂塗布工程と、前記電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりに電離放射線透過性の薄いベースフィルムを載せそのベースフィルムを介して加圧ロールで前記電離放射線硬化樹脂を前記成形型上に均しながら前記ベースフィルムを前記電離放射線硬化樹脂に積層する均し積層工程と、前記電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して硬化させる樹脂硬化工程と、前記成形型から前記電離放射線硬化樹脂を離型する離型工程とから構成されたレンズシートの製造方法である。

特許文献２に記載されている製造方法の特徴として、前記電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりに電離放射線透過性の薄いベースフィルムを載せ、そのベースフィルムを介して加圧ロールで前記電離放射線硬化樹脂を前記成形型上に均しながら前記ベースフィルムを前記電離放射線硬化樹脂に積層する工程で、スムージング無しに成形型とベースフィルム間に入る気泡を押し出すことが挙げられる。

また、電離放射線硬化樹脂の塗工方法として、以下の手順からなるレンズシートの製造方法が開示されている。（例えば、特許文献３参照。）レンズパターン型が形成された成形型の全面に第１の電離放射線硬化樹脂を塗布し、均す工程と、第１の電離放射線硬化樹脂上に第２の電離放射線硬化樹脂溜まりを形成する工程と、前記第２の電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりにベース部材を重ねてロールで前記第２の樹脂を均す工程と、前記電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して硬化させる工程と、前記成形型から前記電離放射線硬化樹脂を離型する工程とから構成されたレンズシートの製造方法である。

特許文献３に記載されている製造方法の特徴として、第１の電離放射線硬化樹脂を塗布する方向と、加圧ロールにより第２の電離放射線硬化樹脂を均す方向が垂直であること、第１の電離放射線硬化樹脂の物性は脱泡性、濡れ性などが重視され、第２の電離放射線硬化樹脂の物性は接着性、強度などが重視されることが挙げられる。

特許文献１または特許文献２に記載されている方法において、フレネルレンズの単位レンズ群が同心円状に配列してある「サーキュラーフレネル」を製造する場合、成形型上に前記樹脂を押し広げる工程において、図３に示すように、前記樹脂を押し広げる方向ｂが成形型３の凹凸形状に沿っていない領域、特に前記樹脂を押し広げる方向ｂと成形型３上凹凸形状のパターンの方向が直交する領域ａでは、気泡が発生しやすいという問題がある。なお、直交する領域ａとは、前記樹脂を押し広げる方向ｂと、成形型３上の凹凸形状のパターン方向の角度が４５度から１３５度までの範囲である領域のことを指すものとする。

図４はこのときの領域ａの断面図であり、樹脂１が方向ｂへと押し広げられるのに伴い、気泡７は、方向ｂと同じ方向ｄへと流動する。しかし成形型３の凹凸パターン形状により阻まれ、その凹部に気泡７は閉じこめられやすくかつ排出されにくくなるという問題がある。また、樹脂１と成形型３の凹凸パターンとが直角に衝突するため、成形型３と樹脂１との界面に新たに気泡が発生し、残留しやすくなるという問題がある。

また、特許文献２または特許文献３に記載されている方法において、フレネルレンズの単位レンズ群が同心円状に配列してなる「サーキュラーフレネル」を製造する場合、２種類の粘度の違う樹脂を用いることで気泡を排出しやすい製造方法である反面、第１の電離放射線硬化樹脂および第２の電離放射線硬化樹脂の２種類の電離放射線硬化樹脂を成形型全面に塗布する必要があり、そのための設備を必要とし、また、樹脂を２種類用いるために余剰樹脂も多くなり、生産効率が悪くなるという問題がある。

上記のような問題により、特許文献１乃至特許文献３に記載されている方法において、同心円状パターンを２Ｐ法で転写する際、高い生産性と品質の実現は困難であった。

以下に先行技術文献を示す。
特開２００５−５３０３７号公報 特許第２６０８４４０号公報 特許第２８３７８７５号公報

本発明は、上記のような２Ｐ法を用いる際に発生する従来技術の問題点を解決しようとするものであり、２種類の樹脂を用いることなく気泡混入による機能的或いは外観上の悪影響を防止し、シートを高品質、かつ生産効率の優れた製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の請求項１に係る発明は、同心円状の微細凹凸形状を有する成形型と紫外線硬化型樹脂を用いて、微細凹凸形状を転写形成する工程を含むシートの製造方法において、以下の工程を有することを特徴とするシートの製造方法としたものである。
（１）成形型上の一領域もしくは複数領域に紫外線硬化型樹脂を注入し、成形型の円周方向に紫外線硬化型樹脂を押し広げる部分領域塗布工程。
（２）成形型上の全面に紫外線硬化型樹脂を注入した後に、前記紫外線硬化型樹脂を押し広げる全領域塗布工程。
（３）塗布した紫外線硬化樹脂上に透光性基材を積層する基材積層工程。
（４）透光性基材と紫外線硬化型樹脂と成形型の積層体を透光性基材側から加圧ロールによりしごいて、紫外線硬化型樹脂と透光性基材を密着させる密着工程。
（５）透光性基材側より紫外線を照射することにより、成形型の微細凹凸形状が転写形成された紫外線硬化型樹脂を硬化させると共に、紫外線硬化型樹脂の硬化物と透光性基材とを重合接着させる樹脂硬化工程。
（６）紫外線硬化型樹脂の硬化物と透光性基材とを重合接着したものを前記成形型から剥離する剥離工程。

（１）の工程により、気泡が発生しやすいパターン領域の気泡発生を抑えることができる。また（２）の工程により、塗布した紫外線硬化型樹脂中に残留する気泡を、成形型の有効面積外へ排出することができる。

次に、本発明の請求項２に係る発明は、前記成形型はフレネルレンズを形成するパターンを有する型であることを特徴とする請求項１に記載のシートの製造方法としたものである。

次に、本発明の請求項３に係る発明は、請求項１乃至２のいずれかに記載のシートの製造方法により製造されたことを特徴とするシートである。

本発明により、成形型上の紫外線硬化型樹脂を流動させる際に、成形型の微細凹凸パターン通りに円周方向にスムージングを行うことで、紫外線硬化型樹脂の流動性を向上させ、気泡を成形型の凹凸形状の凹部に閉じこめることなく排出することができる。また、前記スムージングを行うことで前記樹脂と成形型とのなじみが良くなり、成形型の全面スムージングを行うときに紫外線硬化型樹脂層と成形型の界面での気泡の発生を抑えられ、気泡混入のない高品質のレンズシートの製造方法を提供することができる。

また、本発明により、シートを高品質に提供できるとともに、生産効率の優れる製造方法を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明による塗工方法の実施形態を示す模式図。図２は本発明によるシートの製造工程の実施形態を示す模式図。図３は従来の製造方法において、気泡が発生しやすい領域を示す模式図。図４は従来の製造方法において、気泡発生の原因を説明する模式図。図５は成形型の微細凹凸パターン方向を示す模式図。

本発明で用いる材料は、透光性基材には、例えばアクリル樹脂、ＭＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、または上記樹脂の混合物からなるシートおよびフィルム、ガラス板などから適時選択して使用することができる。

また、紫外線硬化型樹脂には、ウレタン（メタ）アクリレートまたはエポキシ（メタ）アクリレートオリゴマー、反応希釈剤、光重合開始剤、光増感剤の成分を含む組成物などから適時選択して使用することができる。

図１は、本発明のシートの製造方法の中の、成形型３に紫外線硬化型樹脂１を塗布してスムージングを行う工程の一実施形態の説明図である。この工程は大きく分けて２段階に分かれており、成形型３の一領域もしくは複数領域に樹脂１を塗布して円周方向にスムージングを行う工程と、前記樹脂１をまだ塗布していない領域もしくは成形型３全域に、樹脂１を注入してスムージングを行う工程がある。

図１（Ａ）（ｉ）には、本発明によるスムージング工程の内、成形型３の一領域もしくは複数領域に紫外線硬化型樹脂１を塗布し、スムージングを行う工程の第一の実施形態を示してある。

図３の領域ａは、前述の通り、従来の製造方法において気泡７が発生しやすい領域である。つまり、成形型３全域に紫外線硬化型樹脂１を押し広げる工程において、スムージングロールにより前記樹脂が押し広げられる方向ｂと、成形型３の凹凸パターンとが直交する領域ａでは気泡７が発生しやすくなる。

そこで気泡が発生しやすいこの領域ａに、図１（Ａ）（ｉ）に示すように樹脂１を塗布し、成形型３の微細凹凸パターンの円周方向ｅ（図５も参照）に沿ってスムージングを行い、樹脂１を押し広げる。これにより、樹脂１中の気泡７を樹脂１とともに流動させることができ、この工程ではスムージングを行わない領域へ、気泡７を排出することができる。また、成形型３の凹部に沿って樹脂１がスムーズに流動するため、樹脂１と成形型３との界面で気泡が発生することを防止することができる。

次に、図１（Ａ）（ｉｉ）は、成形型３全域に紫外線硬化型樹脂１を注入した後に、スムージングを行う工程の一実施例を示してある。成形型３全域において樹脂１を塗布し、成形型３の微細凹凸パターンに関係なく一つの方向にスムージングを行い、樹脂１を押し広げる。これにより樹脂１を平面化し、また、樹脂１中に存在する気泡７を成形型３の有効領域外に排出する。

また、図１（Ｂ）（ｉ）には、本発明によるスムージング工程の内、成形型３の一領域もしくは複数領域に紫外線硬化型樹脂１を塗布し、スムージングを行う工程の第二の実施形態を示してある。

この工程では、成形型３の一領域に樹脂１を塗布し、成形型３の微細凹凸パターン通りに円周方向ｅにスムージングを行い、樹脂１を押し広げる。これにより、樹脂１中の気泡７を樹脂１とともに流動させることができ、気泡７を、この後の工程でスムージングを行うときに流動させやすい場所まで流動させることができる。また、樹脂１が成形型３の凹部に沿ってひっかかりなく流動するため、樹脂１と成形型３との界面で気泡が発生することを防止することができる。

次に、図１（Ｂ）（ｉｉ）は、成形型３全域に、成形型３全域に樹脂１を塗布し、成形型３の微細凹凸パターンに関係なく一つの方向にスムージングを行い、樹脂１を押し広げる。これにより樹脂１を平面化し、また、樹脂１中に存在する気泡７を成形型３の有効領域外に排出する。

このとき、上記（Ｂ）（ｉ）の工程において、樹脂１および気泡７を、スムージング方向ｂと成形型３の微細凹凸パターンが平行に近い領域まで流動させることで、この工程でスムージング行うときに樹脂１および気泡７を流動させやすくなり、成形型３の凹凸形状の凹部に前記気泡７が閉じこめられることを防止するとともに、樹脂１と成形型３の界面での気泡の発生を防止することができる。

次に、本発明を用いたシートの製造方法について説明する。図２は、本発明のシートの製造方法の一実施形態を説明するための説明図である。

図２（Ａ）には、成形型３の上面に紫外線硬化型樹脂１を塗布する塗布工程を示す。成形型３の微細凹凸形状の円周方向ｅにスムージングを行うことで気泡の混入および気泡の発生を防止する。そして、成形型３全体にスムージングを行うことで、成形型３の上に樹脂１層を形成する。

図２（Ｂ）には積層工程を示す。塗布工程により塗布した樹脂１の上に、透光性基材４を積層する。

図２（Ｃ）には密着工程を示す。成形型３および樹脂１および基材４の積層体を、基材４側から加圧ロール５によりしごいて、樹脂１層と基材４を密着させる。これにより、図２（Ａ）の樹脂１塗布工程において、樹脂１を比較的薄く平面化しておくことで、わずかに残留している樹脂１中の気泡も、この密着工程でほとんど押し出すことができ脱泡ができる。

図２（Ｄ）には樹脂硬化工程を示す。透光性基材４側から紫外線６を照射することにより、紫外線硬化型樹脂１を反応硬化させ、硬化した樹脂１と基材４を重合密着させる。

図２（Ｅ）には剥離工程を示す。樹脂硬化工程により硬化した紫外線硬化型樹脂１と透光性基材４とが重合密着したものを、成形型３から剥離する。

上記一連の工程により、透光性基材４上に微細凹凸形状が転写されたレンズシートを得る。

本発明による塗工方法の実施形態を示す模式図である。 本発明によるシートの製造工程の実施形態を示す模式図である。 従来の製造方法において、気泡が発生しやすい領域を示す模式図である。 従来の製造方法において、気泡発生の原因を説明する模式図である。 成形型の微細凹凸パターン方向を示す模式図である。

符号の説明

１・・・紫外線硬化型樹脂
２・・・スムージングロール
３・・・成形型
４・・・透光性基材
５・・・スムージングロール
６・・・紫外線
７・・・気泡
ａ・・・気泡が発生しやすい領域
ｂ・・・スムージングローラーのスムージング方向
ｃ・・・紫外線硬化型樹脂の流動方向
ｄ・・・気泡の流動方向
ｅ・・・成形型の微細凹凸パターンの円周方向

Claims (3)

1. 同心円状の微細凹凸形状を有する成形型と紫外線硬化型樹脂を用いて、微細凹凸形状を転写形成する工程を含むシートの製造方法において、以下の工程を有することを特徴とするシートの製造方法。
   （１）成形型上の一領域もしくは複数領域に紫外線硬化型樹脂を注入し、成形型の円周方向に紫外線硬化型樹脂を押し広げる部分領域塗布工程。
   （２）成形型上の全面に紫外線硬化型樹脂を注入した後に、前記紫外線硬化型樹脂を押し広げる全領域塗布工程。
   （３）塗布した紫外線硬化樹脂上に透光性基材を積層する基材積層工程。
   （４）透光性基材と紫外線硬化型樹脂と成形型の積層体を透光性基材側から加圧ロールによりしごいて、紫外線硬化型樹脂と透光性基材を密着させる密着工程。
   （５）透光性基材側より紫外線を照射することにより、成形型の微細凹凸形状が転写形成された紫外線硬化型樹脂を硬化させると共に、紫外線硬化型樹脂の硬化物と透光性基材とを重合接着させる樹脂硬化工程。
   （６）紫外線硬化型樹脂の硬化物と透光性基材とを重合接着したものを前記成形型から剥離する剥離工程。
2. 前記成形型はフレネルレンズを形成するパターンを有する型であることを特徴とする請求項１に記載のシートの製造方法。
3. 請求項１乃至２のいずれかに記載のシートの製造方法により製造されたことを特徴とするシート。