JP2543735B2 - 電離放射線硬化樹脂を用いた成形方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、電子線や紫外線等の電離放射線の照射によ
り光重合して硬化する電離放射線硬化樹脂を用いた成形
方法および成形装置に関し、特に、他の工程よりも時間
を必要とする電離放射線硬化樹脂の硬化工程以外の工程
を２系統にした成形方法および成形装置に関するもので
ある。

〔背景技術〕

近年、高密度情報の記録再生の観点からICカートや光
カードの開発が進められている。中でも光学的な記録再
生方式による光カードによれば、記録される情報密度が
従来の磁気方式によるものやIC方式によるものに比較し
て、飛躍的に高くなる。

このような光カードの製造は、事前記録部（プリピッ
ト，トラック）のパターニングをUV硬化樹脂を用いた型
取り方法、いわゆる電離放射線硬化樹脂（ホトポリマ）
法で行っている。

まず、このような電離放射線硬化樹脂を用いた成形方
法の一般的な構成を説明し、併せて、その問題点に言及
する。

第６図は、電離放射線硬化樹脂を用いた成形方法の一
般的な工程を説明するための図である。

電離放射線硬化樹脂を用いた成形工程は、電離放射線
硬化樹脂供給工程，基材操作工程，プレス工程，電離放
射線硬化樹脂硬化工程，剥離工程から構成されている。

電離放射線硬化樹脂供給工程は、第６図（ａ）に示す
ように、載置台61に載置された型62上に紫外線（UV）硬
化性の樹脂である電離放射線硬化樹脂62を、ディスペン
サ等の供給装置を用いて所定量だけ供給する工程であ
る。

基材操作工程は、第６図（ｂ）に示すように、前記電
離放射線硬化樹脂供給工程で供給された電離放射線硬化
樹脂63上に基材64を、基材操作装置を用いて位置決めし
てセットする工程である。

プレス工程は、第６図（ｃ）に示すように、前記基材
操作工程でセットされた型62,電離放射線硬化樹脂63,基
材64をいっしょにプレス装置でプレスする工程である。

電離放射線硬化樹脂硬化工程は、第６図（ｄ）に示す
ように、前記プレス工程でプレスされた電離放射線硬化
樹脂63に、紫外線等の電離放射線を照射して硬化させる
工程である。

剥離工程は、第６図（ｅ）に示すように、前記電離放
射線硬化樹脂硬化工程で硬化させた電離放射線硬化樹脂
63を基材64とともに型62から剥離する工程である。

このような各工程を経て、光カード65が成形できる。

この場合、前記各工程に要する時間は以下の通りであ
る。

電離放射線硬化樹脂供給工程 10sec 基材操作工程 30sec プレス工程 20sec 電離放射線硬化樹脂硬化工程 60sec 剥離工程 30sec このように電離放射線硬化樹脂硬化工程に要する時間
が全工程の40％（60sec×100/150sec）を占め、光カー
ドの製造効率を低下させるネックになっていた。

本発明の目的は、前述の問題点を解決して、製造効率
のよい電離放射線硬化樹脂を要いた成形方法および装置
を提供することにある。

〔発明の開示〕

本件発明者は、鋭意検討した結果、ネックとなる電離
放射線硬化樹脂硬化工程以外の工程を２系統にして、紫
外線等の電離放射線の照射時間に対応させれば、無駄時
間のない成形工程が実現できることに着目して、本発明
をするに至った。

第１図は、本発明による電離放射線硬化樹脂を用いた
成形方法を示した工程図、第２図は、本発明による電離
放射線硬化樹脂を用いた成形装置を示したプロック図で
ある。

第１図に示すように、本発明による電離放射線硬化樹
脂を用いた成形方式は、電離放射線硬化樹脂供給工程，
基材操作工程，プレス工程，電離放射線硬化樹脂硬化工
程，剥離工程とから構成されている。

電離放射線硬化樹脂供給工程は、電離放射線の照射で
硬化する電離放射線硬化樹脂を型上に供給する工程であ
る。

この電離放射線硬化樹脂は、電子線または紫外線等の
電離放射線で硬化する樹脂であり、電子線硬化樹脂の例
としては、ウレタンアクリレート，オリゴエステルアク
リレート，トリメチロールプロパントリアクリレート，
ネオペンチルグリコールジアクリレート，エポキシアク
リレートポリエステルアクリレート，ポリエーテルアク
リレート，メラミンアクリレート等アクリロイル基をも
つ重合性オリゴマーもしくはモノマー、または、これら
のオリゴマーとアクリル酸，アクリルアミド，アクリロ
ニトリル，スチレン等重合性ビニル基を含む単機能もし
くは多機能をモノマーとを配合したものを用いることが
できる。紫外線硬化樹脂の例としては、前記電子線硬化
性のものに、光重合開始剤、増感剤もしくは所望の添加
剤を添加したものを用いることができる。

基材操作工程は、前記電離放射線硬化樹脂供給工程で
供給された電離放射線硬化樹脂上に基材をセットする工
程である。

この基材としては、従来公知の材料が適宣用いられ、
特に、光透過性の材料としては、ポリメチルメタクリレ
ート（RMMA），ポリカーボネート，ポリエステル，エポ
キシ樹脂，ポリオレフィン，ポリスチレン等の樹脂やガ
ラス等を用いることができる。

プレス工程は、前記基材操作工程でセットされた基材
と前記電離放射線硬化樹脂と前記型とをプレスする工程
である。

電離放射線硬化樹脂硬化工程は、前記プレス工程でプ
レスされた電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射して
その電離放射線硬化樹脂を硬化する工程である。

剥離工程は、前記電離放射線硬化樹脂硬化工程で硬化
させた電離放射線硬化樹脂を前記基材とともに前記型か
ら離型する工程である。

本発明による成形方法では、前記電離放射線硬化樹脂
供給工程101,201と、前記基材操作工程102,202と、前記
プレス工程103,203と、前記剥離工程105,205とをそれぞ
れ２系統で実施し、第１の系統（100系列）により前記
電離放射線硬化樹脂硬化工程104を実施しているときに
第２の系統（200系列）で他の工程201〜203,205を実施
し、前記第１の系統（100系列）により前記他の工程101
〜103,105を実施しているときに前記第２の工統（200系
列）により電離放射線硬化樹脂硬化工程204を実施する
ように構成されている。

第２図に示すように、本発明による電離放射線硬化樹
脂を用いた成形装置は、電離放射線硬化樹脂供給装置，
基材操作装置，プレス装置，電離放射線硬化樹脂硬化装
置，剥離装置とから構成されている。

電離放射線硬化樹脂供給装置は、電離放射線の照射で
硬化する電離放射線硬化樹脂を型上に供給する装置であ
る。

基材操作装置は、前記電離放射線硬化樹脂供給装置で
供給された電離放射線硬化樹脂上に基材をセットする装
置である。

プレス装置は、前記基材操作装置でセットされた基材
と前記電離放射線硬化樹脂と前記型とをプレスする装置
である。

電離放射線硬化樹脂装置は、前記プレス工程でプレス
された電離放射線硬化樹脂に電離放射線を照射してその
電離放射線硬化樹脂を硬化する装置である。

剥離装置は、前記電離放射線硬化樹脂硬化装置で硬化
させた電離放射線硬化樹脂を前記基材とともに前記型か
ら離型する装置である。

本発明による成形装置では、前記電離放射線硬化樹脂
供給装置1A,1Bと、前記基材操作装置2A,2Bと、前記プレ
ス装置3A,3Bと、前記剥離装置5A,5Bとを、前記電離放射
線硬化樹脂硬化装置４の両側に、Ａ系統とＢ系統の２系
統配置し、Ａ系統の前記プレス装置3Aでプレスされた電
離放射線樹脂を前記電離放射線硬化樹脂硬化装置４で硬
化しているときにＢ系統で前記他の各装置1B〜3B,5Bを
作動させ、前記Ａ系統で前記他の各装置1A〜3A,5Aを作
動させているときに前記Ｂ系統の前記プレス装置3Bでプ
レスされた電離放射線樹脂を前記電離放射線硬化樹脂硬
化装置４で硬化するように構成されている。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、図面等を参照して、本発明をさらに詳しく説明
する。

第３図は、本発明により電離放射線硬化樹脂を用いた
成形装置の実施例の配置を示した図、第4A図は、第３図
Ａ−Ａ矢視図、第4B図は、第３図Ｂ−Ｂ矢視図、第５図
は、前記実施例装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

なお、前述の説明と同様の機能を果たす部分には、同
一の符号を付してある。

第３図において、1A,1Bはディスペンサ,2A,2Bは基材
操作装置,3A,3Bはプレス装置,4はUV照射装置,5A,5Bは剥
離装置である。

UV照射装置４を中心にして、第３図上側にはプレス装
置3Aが配置され、そのプレス装置3Aの右側にディスペン
サ1A,上側に基材操作装置2A,左即にエアプロー装置5Aが
それぞれ配置されている。

UV照射装置４の第３図下側には、上側と対称に、プレ
ス装置3Bが配置され、そのプレス装置3Bの右側にディス
ペンサ1B,下側に基材操作装置2B,左側にエアブロー装置
5Bがそれぞれ配置されている。

ディスペンサ1Aは、第4A図に示すように、台10の上に
本体11がプラケット12,13で固定されている。本体11に
は、アーム14が伸縮自在に設けられており、アーム14の
先端にはノズル15が設けられている。このノズル15に
は、図示しない樹脂供給装置からUV樹脂が供給されてお
り、プレス装置3Aの載置台31上に載置されている型62上
に所定量のUV樹脂を供給する。

この実施例では、電離放射線硬化樹脂として、UV硬化
性樹脂（スリーボンド製,SS−120,ウレタンアクリーレ
ート系である、粘度80〜100cpsのものを使用した。

基材操作装置2Aは、台20上に第4B図左右方向に移動す
る移動台21と、その移動台21のポール21a,21bに上下に
独立して移動できるアームをもつ本体23,24と、その本
体23,24の各アームの先端の下側に設けられた吸引用の
２つのパッド25とから構成されている。図示しない吸引
装置に接続されたパッド25で、カード基材64を吸引し
て、プレス装置3Aの載置台31上に載置された型62の位置
に、そのカード基材64をセットする。この基材操作装置
2Aは、基材64のセットおよび型62からカード65を剥離す
る操作を行う。

プレス装置3Aは、第4A,4B図に示すように、台30上に
載置台31が設けられており、その台30の上に設けられた
フレーム32により、プレス板33を上下に移動できるよう
に支持している。このプレス装置3Aにより、1kg/cm²の
圧力で10sec間だけプレスする。

UV照射装置４は、第4B図に示すように、台40の上に反
射ボックス41が設けられており、その反射ボックス40の
上部には反射鏡42が配置され、その反射鏡42の焦点位置
のUV管43が設けられている。台40の上面には、プレス装
置3Aの載置台31が移動してくる。UV管43として、2Kwの
高圧水銀灯を用い、約１分間照射する。

エアブロー装置5Aは、台50の上に本体51がプラケット
52,53で固定されている。本体51には、アーム54が伸縮
自在に設けられており、アーム54の先端にはノズル55が
設けられている。このノズル55には、図示しない窒素発
生装置からのクリーンな窒素が供給されており、プレス
装置3Aの載置台31に載置されている型62とカード65との
離型の補助する。剥離を行うときには、基材操作装置2A
の本体23,24でカード基材64を２カ所で吸引し、本体23
で一端を押さえたままで、本体24を上昇させることによ
り他端側から剥離する。この剥離の補助をエアブロー装
置5Aで行う。この際、ノズル55を２本のプレキシブルパ
イプで構成し、層の境界に窒素を噴射する。矩形のカー
ドの場合には、各コーナーに噴射すると剥離しやすい。

なお、Ｂ系統の各装置も同様の構成であるので、説明
は省略する。

次に、第５図を参照して、本発明による電離放射線硬
化樹脂を用いた成形装置の動作を説明する。

第５図t₁の時点で、ディスペンサ1Aが、プレス装置3A
の載置台31上に載置された型62上にUV樹脂63を滴下す
る。

第５図t₂の時点で、基板操作装置2AがそのUV樹脂63を
滴下した型62上にカード基材64を載置する。

第５図t₃の時点で、プレス装置3Aがプレス板33でカー
ド基材64の上からプレスする。次に、載置第31が移動し
て、プレスされた型62,UV樹脂63,カード基材64をUV照射
装置４の台40上に搬送する。

第５図t₄の時点で、UV照射装置４がUV管43により照射
を開始する。

一方、第５図t₅の時点で、Ｂ系統のディスペンサ1B
が、プレス装置3Bの載置台31上に載置された型62上にUV
樹脂63を滴下する。

台５図t₆の時点で、基板操作装置2BがそのUV樹脂63を
滴下した型62上にカード基材64を載置する。

第５図t₇の時点で、プレス装置3Bがプレス板33でカー
ド基材64の上からプレスする。

第５図t₈の時点で、Ａ系統のUV照射が終わり、載置台
31が移動して、型62,UV樹脂63,カード基材64をプレス装
置3Aの台30の位置に搬送する。引き続き、基材操作装置
1A,エアブロー装置5Aによって、型62からUV樹脂63とカ
ード基材64とが一体となった光カード65を剥離する。

第５図t₉の時点で、プレス装置3Bの載置台31が移動し
て、プレスされた型62,UV樹脂63,カード基材64をUV照射
装置４の台40に搬送して、UV照射装置４がUV管43により
照射を開始する。

以下同様にして、Ａ系統の各装置1A〜3A,5Aが各操作
をしているときには（第５図t₈〜t₁₄）、Ｂ系統で成形
されるべき光カードをUV照射装置４でUV照射し（第５図
t₉〜t₁₃）、Ｂ系統の各装置1B〜3B,5Bが各操作をしてい
るときには（第５図t₁₃〜t₁₉）、Ａ系統で成形されるべ
き光カードをUV照射装置４でUV照射する（第５図t₁₄〜t
₁₈）。以後、この動作を交互に実施する。

以上のように本発明は、微細な構造を有するパターン
の成形を能率よく行えるようにしたものである。従っ
て、本発明は、実施例において、光カードの情報ピット
の成形について述べたが、光カードに限らず、例えば、
光ディスク，ホログラム，レンチキュラーレンズやフレ
ネルレンズ等のレンズシート等の成形にも好適に使用で
きる。

なお、本実施例で説明した各装置の配置は、この他に
も種々の変形が可能であり、これらの配置を単に変更し
た成形装置も本発明の範囲のものである。例えば、UV照
射装置は、上側から照射する例で説明したが、載置台3
1,型62を透過性のものを使用すれば、下側から照射する
こともできる。

また、各装置も、同様な機能を果たすものと代替する
ことができる。例えば、樹脂の供給はディスペンサを用
いた例で説明したが、スピンコート法，スクリーン印刷
法，スプレーコート法等の他の方法で供給することも可
能である。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、他の工
程に比較して長時間かかる電離放射線硬化樹脂硬化工程
を、２系統の他の工程で共用するようにしたので、成形
作業の時間的の効率を向上させることができる、という
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電離放射線硬化樹脂を用いた成
形方法を示した工程図、第２図は、本発明による電離放
射線硬化樹脂を用いた成形装置を示したブロック図であ
る。 第３図は、本発明による電離放射線硬化樹脂を用いた成
形装置の実施例の配置を示した図、第4A図は、第３図Ａ
−Ａ矢視図、第4B図は、第３図Ｂ−Ｂ矢視図、第５図
は、前記実施例装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。 第６図は、電離放射線硬化樹脂を用いた成形方法の一般
的な工程を説明するための図である。 1A,1B……電離放射線硬化樹脂供給装置 2A,2B……基材操作装置 3A,3B……プレス装置 ４……電離放射線硬化樹脂硬化装置 5A,5B……剥離装置 62……型 63……電離放射線硬化樹脂 64……基材、65……光カード

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電離放射線の照射で硬化する電離放射線硬
   化樹脂を型上に供給する電離放射線硬化樹脂供給工程
   と、前記電離放射線硬化樹脂供給工程で供給された電離
   放射線硬化樹脂上に基材をセットする基材操作工程と、
   前記基材操作工程でセットされた基材と前記電離放射線
   硬化樹脂と前記型とをプレスするプレス工程と、前記プ
   レス工程でプレスされた電離放射線硬化樹脂に電離放射
   線を照射してその電離放射線硬化樹脂を硬化する電離放
   射線硬化樹脂硬化工程と、前記電離放射線硬化樹脂硬化
   工程で硬化させた電離放射線硬化樹脂を前記基材ととも
   に前記型から離型する剥離工程とからなり、前記電離放
   射線硬化樹脂供給工程，前記基材操作工程，前記プレス
   工程，前記剥離工程をそれぞれ２系統で実施し、第１の
   系統により前記電離放射線硬化樹脂硬化工程を実施して
   いるときに第２の系統で他の工程を実施し、前記第１の
   系統により前記他の工程を実施しているときに前記第２
   の系統により電離放射線硬化樹脂硬化工程を実施するよ
   うに構成した電離放射線硬化樹脂を用いた成形方法。
2. 【請求項２】電離放射線の照射で硬化する電離放射線硬
   化樹脂を型上に供給する電離放射線硬化樹脂供給装置
   と、前記電離放射線硬化樹脂供給装置で供給された電離
   放射線硬化樹脂上に基材をセットする基材操作装置と、
   前記基材操作装置でセットされた基材と前記電離放射線
   硬化樹脂と前記型とをプレスするプレス装置と、前記プ
   レス装置でプレスされた電離放射線硬化樹脂に電離放射
   線を照射してその電離放射線硬化樹脂を硬化する電離放
   射線硬化樹脂硬化装置と、前記電離放射線硬化樹脂硬化
   装置で硬化させた電離放射線硬化樹脂を前記基材ととも
   に前記型から離型する剥離装置とからなり、前記電離放
   射線硬化樹脂供給装置，前記基材操作装置，前記プレス
   装置，前記剥離装置を、前記電離放射線硬化樹脂硬化装
   置の両側に２系統配置し、第１の系統の前記プレス装置
   でプレスされた電離放射線硬化樹脂を前記電離放射線硬
   化樹脂硬化装置で硬化しているときに第２の系統で前記
   他の各装置を作動させ、前記第１の系統で前記他の各装
   置を作動させているときに前記第２の系統の前記プレス
   装置でプレスされた電離放射線硬化樹脂を前記電離放射
   線硬化樹脂硬化装置で硬化するように構成した電離放射
   線硬化樹脂を用いた成形装置。