JP2608440B2 - レンズシートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、透過形スクリーン等に使用されるフレネル
レンズシート，プリズムレンズシート，レンチキュラー
レンズシート等のようなレンズシートの製造方法に関
し、特に、薄いフィルムをベースにして、レンズ部を１
層または２層の電離放射線硬化樹脂で成形した薄形のレ
ンズシートの製造方法に関する。

〔従来技術〕

従来、この種のレンズシートは、プレス法，キャスト
法等の方法により成形されていた。前者のプレス法は、
加熱，加圧，冷却サイクルで製造するため、生産性が悪
かった。また、後者のキャスト法は、成形型にモノマー
を流し込んで重合するため、製作時間がかかるととも
に、成形型が多数個必要なため、製造コストが上がると
いう問題があった。

このような問題を解決するために、成形型とベース板
との間に紫外線硬化樹脂または電子線硬化樹脂等の電離
放射線硬化樹脂を流し込んで、紫外線または電子線等の
電離放射線を照射することにより、その樹脂を硬化させ
て重合する電離放射線硬化樹脂法（ホトポリマ法）が種
々提案されている。

例えば、特開昭62−33613号「ビデオプロジェクタ用
スクリーンの製造方法」においては、「レンズ金型内に
紫外線硬化性樹脂を常圧で注入して紫外線透過性板で覆
い、この紫外線透過性板と金型の間に充填された紫外線
硬化性樹脂に前記紫外線透過性板を透過して紫外線を照
射して硬化させ、硬化した紫外線硬化性樹脂を離型す
る」ことを要旨とする提案がなされている。

〔解決すべき課題〕

前記提案による方法では、以下のような解決しなけれ
ばならない課題があった。

第１に、金型内に注入された紫外線硬化性樹脂に紫外
線透過性基板を積層する手段として、「真空ピンセット
を用い、その紫外線透過性基板を紫外線硬化性樹脂の注
入された金型の一辺に接しておき、対する他の辺を徐々
に紫外線硬化性樹脂に覆せることにより、気泡を巻き込
まないように覆う」ことを提案しているが、真空ピンセ
ットを用いてそのような動作をさせるには、制御装置，
駆動装置が複雑となり、コストアップにつながるうえ、
完全に気泡を含まないように覆ぶせることは不可能であ
った。

第２に、注入時に樹脂中に泡が混入したときには、
「ピペット等を用いて除去する」ように提案している
が、その気泡の存在を検出して人手により除去するので
は、生産性が悪くかつ不確実である。

第３に、注入前に樹脂を予め脱泡して置かなければな
らず、そのための装置や時間を必要とし、生産性が悪く
コストアップにつながる。

このような気泡がレンズ部に残ると、部分欠陥が生
じ、レンズ品質が低下してしまう。

一方、従来のレンズシートでは、ベース板として厚さ
3.0mm程度のアクリル板を用いていたので、透過形スク
リーン等に使用する場合に、ベース板の厚さのために、
スクリーン周辺で光学特性が悪く、例えば、多重像を生
じたり、虹色の色むらが生ずることがあった。

本発明の目的は、前述のような課題を解決し、レンズ
部に気泡を含むことがなく、かつ、光学特性に優れたレ
ンズシートの製造方法を提供することにある。

〔発明の開示〕

本件発明者は、種々検討した結果、ベース板として薄
いフィルムを用いるとともに、電離放射線硬化樹脂をそ
のフィルムを介して加圧ロールで均しながら成形型に塗
布することにより、前記目的を達成し得ることを見出し
て本発明をするに至った。

第１図は、本発明による第１の構成のレンズシートを
説明するための図、第２図は、前記第１の構成のレンズ
シートの製造方法を説明するための流れ図である。

すなわち、本発明による第１の構成のレンズシート
は、レンズパターンが電離放射線硬化樹脂で成形された
シート状のレンズ部１と、前記レンズ部の裏面に形成さ
れた薄いベースフィルム２とから構成されている。

レンズ部１としては、フレネルレンズ，プリズムレン
ズ，レンチキュラーレンズ等のレンズ形状とすることが
できる。

このレンズ部１を構成する電離放射線硬化樹脂層は、
紫外線硬化樹脂または電子線硬化樹脂等を用いて成形す
ることができ、例えば、ウレタンアクリレート，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のアクリロ
イル基をもつ重合性オリゴマー，モノマーと、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
合性ビニル基をもつ重合性オリゴマー，モノマー等の単
体あるいは配合したものに、必要に応じて増感剤等の添
加剤を加えたものを用いることができる。

このようなレンズ部を構成する電離放射線硬化樹脂と
しては、表面強度や硬度等の一般機械物性を高くするた
めに、多官能基をもつモノマーまたはプレポリマーを使
用するほうがよく、実際にも２官能基以上のものが好ま
しく使用される。

また、この電離放射線硬化樹脂には、拡散剤を含ませ
ることができる。拡散剤は、コーティング適性を向上さ
せるとともに、重合収縮を防止することができ、さら
に、拡散性を付与することができる。拡散剤としては、
ガラス，シリカ，アルミナ，不溶性プラスチック，タル
ク等を用いることができる。

ベースフィルム２としては、耐溶剤性のある電離放射
線透過性のよいフィルムで、透過率の高いものが好まし
く用いられる。また、電離放射線硬化樹脂に対して接着
性があり、実用上において引き裂き強度や、引張強度の
高いものが好ましい。そのようなフィルムとして具体的
には、ポリエステルフィルム，ポリカーボネートフィル
ム，アクリルフィルム，塩化ビニルフィルム等が挙げら
れ、その厚さはレンズ部を形成する樹脂層の厚さで変化
するが、0.03〜1.0mm、好ましくは0.05〜0.7mmの範囲の
ものを使用でき、レンズシート全体の厚さを0.1〜1.2mm
程度のものとすることができる。また、このベースフィ
ルムには、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体系，ウレタ
ン系等の接着性を向上させるプライマ層を設けることが
できる。

次に、本発明による第１の構成のレンズシートの製造
方法は、樹脂塗布工程101と、均し積層工程102と、樹脂
硬化工程103と、離型工程104とから構成されている。

樹脂塗布工程101は、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
する工程である。この工程における電離放射線硬化樹脂
は、ラミネートするベースフィルムと成形型間に入り込
む気泡を押し出すとともに、ベースフィルムとの接着性
を持たせる働きをする。電離放射線硬化樹脂の樹脂溜ま
りを形成する方法としては、スクィーズィング法，フロ
ーコート法，ロールコート法等の方法をとることができ
る。

均し積層工程102は、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型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ある。
この工程は、成形型とベースフィルム間に入る気泡を押
し出すとともに、成形物の厚みを均一にする働きをする
工程である。

なお、ここで、ベースフィルムのみでこの工程を行う
こともできるが、このベースフィルムを比較的厚い電離
放射線透過性の平坦な、または湾曲したベース部材に貼
付したものを用いて行い、後にそのベース部材を剥離す
ることにより同様なレンズシートを製造することもでき
る。

樹脂硬化工程103は、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である。この工程で
は、紫外線または電子線等の電離放射線を照射すること
により、その樹脂を硬化させるが、この際、ロール加圧
部にできるだけ光源を近づけることが好ましい。これ
は、成形型とベースフィルム間の浮き上がりや、それら
の間に気泡が再混入するのを防止するためである。

離型工程104は、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である。

第３図は、本発明による第２の構成のレンズシートを
説明するための図、第４図は、前記第２の構成のレンズ
シートの製造方法を説明するための流れ図である。

すなわち、本発明による第２の構成のレンズシート
は、レンズパターンの先端付近を第１の電離放射線硬化
樹脂11で成形しそのレンズパターンの基部側を第２の電
離放射線硬化樹脂12で成形したレンズ部１と、前記レン
ズ部の裏面に形成された薄いベースフィルム２とから構
成されている。

第２の構成のレンズシートは、第3B図に拡大して示し
たように、レンズ部が第１の電離放射線硬化樹脂11およ
び第２の電離放射線硬化樹脂12の２層で構成されている
ところ以外は、第１の構成のレンズシートと略同様であ
るので、異なるところのみ説明する。

電離放射線硬化樹脂としては、前述のものと同様のも
のを使用できるが、第１の電離放射線硬化樹脂の物性と
しては、成形型転写性，脱泡性，成形型に対する濡れ
性，表面硬化性が重視され、第２の電離放射線硬化樹脂
としては、ベースフィルムとの接着性，流動性，機械的
強度，透明性等が重視される。

また、粘度としては、第１の電離放射線硬化樹脂は、
200センチポイズ以下に調整された低粘度のものが好ま
しく、第２の電離放射線硬化樹脂は、500〜5000センチ
ポイズに調整された比較的粘度の高いものが使用され
る。この理由は、第１の電離放射線硬化樹脂は、成形型
の微細なレンズパターンとの間に気泡を含まないように
全面に塗布するので粘度は低くなければならず、第２の
電離放射線硬化樹脂は、均しながら塗布して樹脂内の気
泡を追い出すのである程度粘度が高くなくてはならない
からである。このように、第１の電離放射線硬化樹脂層
を形成することにより、成形型界面での脱泡性がより向
上する。

このように、樹脂を２層にすることにより、成形型，
ベースフィルムあるいは成形されたレンズシート自体の
各部に対するそれぞれの機能をより有効に果たすことが
できるとともに、それらの機能を２層に分けることで樹
脂選択の幅を広くすることができる。

以下、各電離放射線硬化樹脂の選択条件をさらに説明
する。レンズシートの場合には、少なくとも両者の屈折
率は略等しいことが要求される。これは、第１の電離放
射線硬化樹脂と第２の電離放射線硬化樹脂とが積層され
た界面は、必ずしもフラットになるとは限らないので、
２つの樹脂の屈折率が大きく異なると、均一な光が得ら
れなくなるためである。

この関係を満たせば、第１の電離放射線硬化樹脂と第
２の電離放射線硬化樹脂とは、同一の材質であってもよ
いし、異なる材質のものであってもよい。異なる樹脂の
場合には、略屈折率の等しい組み合わせのものを、物性
を考慮して用いればよく、例えば、第１の電離放射線硬
化樹脂として成形型再現性のよいウレタンアクリレート
樹脂を用い、第２の電離放射線硬化樹脂としてベースフ
ィルムとの密着性のよいエポキシアクリレート樹脂を用
いることができる。また、第１の電離放射線硬化樹脂と
第２の電離放射線硬化樹脂の加工工程における樹脂温度
を変化させるとか、添加剤（消泡剤，レベリング剤
等），溶剤等を添加するとか、あるいは、第１の電離放
射線硬化樹脂と第２の電離放射線硬化樹脂のモノマー，
オリゴマー等の配合比を変化させるとかして成形型に対
する濡れ性，流動性，粘性等を適性に調整すればよい。
溶剤を用いて調整した場合には、樹脂収縮や溶剤劣化等
を防止するために、塗布後にその溶剤を揮散させておく
ことが望ましい。

さらに、前記第１の電離放射線硬化樹脂と第２の電離
放射線硬化樹脂の双方または一方に、拡散剤を含ませる
ことができる。

次に、本発明による第２の構成のレンズシートの製造
方法は、第４図に示すように、第１の樹脂塗布工程201
と、第２の樹脂塗布工程202と、均し積層工程203と、樹
脂硬化工程204と、離型工程205とから構成されている。

第１の樹脂塗布工程201は、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
する工程である。この工程は、成形型の濡れ性を均一化
するとともに、塗布量の安定化を図り、さらに、次工程
での脱泡を促進するための工程である。具体的には、ロ
ールコート法，シルクスクリーン法，カーテン法，グラ
ビア法等により実施することができる。

第２の樹脂塗布工程202は、前記成形型の端部に第２
の電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりを形成する工程であ
る。

均し積層工程203は、前記第２の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第
２の電離放射線硬化樹脂を前記成形型に塗布された前記
第１の電離放射線硬化樹脂上に均しながら前記ベースフ
ィルムを前記第２の電離放射線硬化樹脂に積層する工程
である。

樹脂硬化工程204は、前記各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である。

離型工程205は、前記成形型から前記各電離放射線硬
化樹脂を離型する工程である。

202〜205の各工程は、第１の構成のレンズシートの製
造方法の工程（101〜104）と略同様に実施することがで
きる。

なお、本発明では、レンズシートとして説明したが、
本発明によるシートの構造や製造方法は、表面に微細パ
ターンを有するものであればよく、光カード，光ディス
ク，ホログラム等にも適用できる。

〔実施例〕

以下、実施例につき、本発明をさらに詳細に説明す
る。

第５図は、本発明による第１の構成のレンズシートお
よびその製造方法の実施例を示した工程図である。

第５図において、１は電離放射線硬化樹脂,2はベース
フィルム,3は成形型,4はロール,5はUV光源である。

まず、第５図（ａ）に示すように、たて横1mで、ピッ
チ0.1mmのフレネルレンズ形状の成形型３の左端（ロー
ル４側）に、電離放射線硬化樹脂１をフローコート法に
より滴下し、1.0g/cm²の樹脂溜まりを形成した。電離放
射線硬化樹脂１としては、屈折率1.49,粘度1500センチ
ポイズに調整したエポキシアクリレート系のUV硬化樹脂
を用いた。

次に、第５図（ｂ）に示すように、ベースフィルム２
として、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体系のプライマ
を塗布した厚さ0.1mmのポリエステルフィルムを積層
し、加圧ロール4,4を速度50cm/minで転動して加圧し
た。このとき、図中Ａで示す部分で、成形型３とベース
フィルム２の間に入る気泡を押し出している。この際、
ベースフィルム２側からUV光源５を用いて、160W/cmの
紫外線（UV）を照射し、電離放射線硬化樹脂１を硬化し
た。

最後に、第５図（ｃ）に示すように、成形型４を解圧
離型して、厚さ0.2mmのフレネルレンズシートを得た。
このレンズシートは、レンズ部が電離放射線硬化樹脂１
で構成されており、裏側にベースフィルム２が積層され
たものである。

このフレネルレンズシートは、レンズ部に気泡を混入
しておらず、透過形スクリーンの一部に使用した結果、
周辺部での色むらがなく、解像性も良好な画像が得られ
た。

第６図は、本発明による第２の構成のレンズシートお
よびその製造方法の実施例を示した工程図である。

第６図において、11は第１の電離放射線硬化樹脂,12
は第２の電離放射線硬化樹脂であり、前述の実施例と同
様な機能を果たす部分には同一の符号が付してある。

まず、第６図（ａ）に示すように、たて横1mで、ピッ
チ0.1mmのフレネルレンズ形状の成形型３に、第１の電
離放射線硬化樹脂11として、屈折率1.49,粘度100センチ
ポイズに調整したウレタンアクリレート系のUV硬化樹脂
をシルクスクリーン法により厚さ50μｍに塗布した。

次に、第６図（ｂ）に示すように、第２の電離放射線
硬化樹脂12を成形型３の左端（ロール４側）にフローコ
ート法により滴下し、1.0g/cm²の樹脂溜まりを形成し
た。第２の電離放射線硬化樹脂12としては、屈折率1.4
9,粘度1500センチポイズに調整したエポキシアクリレー
ト系のUV硬化樹脂を用いた。

さらに、第６図（ｃ）に示すように、ベースフィルム
２として、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体系のプライ
マを塗布した厚さ0.1mのポリエステルフィルムを積層
し、加圧ロール4,4を速度50cm/minで転動して加圧し
た。このとき、図中Ａで示す部分で、成形型３とベース
フィルム２の間に入る気泡を押し出している。この際、
ベースフィルム２側からUV光源５を用いて、160W/cmの
紫外線（UV）を照射し、第１の電離放射線硬化樹脂11と
第２の電離放射線硬化樹脂12を硬化した。

最後に、第６図（ｄ）に示すように、成形型４を解圧
離型して、厚さ0.2mmのフレネルレンズシートを得た。
このレンズシートは、レンズ部の先端付近が第１の電離
放射線硬化樹脂11で構成され、基部側が第２の電離放射
線硬化樹脂12で構成されており、裏側にベースフィルム
３が積層されたものである。

このフレネルレンズシートは、レンズ部、特に表面に
は、気泡を混入しておらず、透過形スクリーンの一部に
使用した結果に、周辺部での色むらがなく、解像性も良
好な画像が得られた。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、ベース
としてフィルムを用いたので、透過形スクリーンを構成
するフレネルレンズシート等に用いた場合に、周辺部の
光学特性が向上した。

また、電離放射線硬化樹脂にベースフィルムを載せ、
加圧ロールで均しながら、塗布していくので、真空雰囲
気中で成形しなくとも、レンズ部に気泡が混入すること
はなくなった。

さらに、特性の異なる第１および第２の電離放射線硬
化樹脂を別工程で塗布するようにしたので、脱泡性がよ
り向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による第１の構成のレンズシートを説
明するための図、第２図は、前記第１の構成のレンズシ
ートの製造方法を説明するための流れ図である。 第３図は、本発明による第２の構成のレンズシートを説
明するための図、第４図は、前記第２の構成のレンズシ
ートの製造方法を説明するための流れ図である。 第５図は、本発明による第１の構成のレンズシートおよ
びその製造方法の実施例を示した工程図である。 第６図は、本発明による第２の構成のレンズシートおよ
びその製造方法の実施例を示した工程図である。 １……電離放射線硬化樹脂 11……第１の電離放射線硬化樹脂 12……第２の電離放射線硬化樹脂 ２……ベースフィルム ３……成形型 ４……加圧ロール ５……UV光源

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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 から構成したレンズシートの製造方法。
2. 【請求項２】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する第１の樹脂塗
   布工程と、 前記成形型の端部に第２の電離放射線硬化樹脂の樹脂溜
   まりを形成する第２の樹脂塗布工程と、 前記第２の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第２の電離放射線硬化樹脂
   を前記成形型に塗布された前記第１の電離放射線硬化樹
   脂上に均しながら前記ベースフィルムを前記第２の電離
   放射線硬化樹脂に積層する均し積層工程と、 前記各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各電離放射線硬化樹脂を離型する離
   型工程と から構成したレンズシートの製造方法。