JP2608441B2

JP2608441B2 - レンズシートの製造方法

Info

Publication number: JP2608441B2
Application number: JP63017941A
Authority: JP
Inventors: 正弘波多野
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JPH01192530A

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、１層または２層の電離放射線硬化樹脂のみで
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
ばならない問題があった。

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、電離放射線硬化樹
脂をベース部材を介して加圧ロールで均しながら成形型
に塗布して成形し、成形後そのベース部材を剥離するこ
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、レンズパターンを電離放射線硬化樹脂１により薄い
シート状に成形したものである。

レンズパターンとしては、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形状とすることがで
きる。

この電離放射線硬化樹脂１は、紫外線硬化樹脂または
電子線硬化樹脂等を用いることができ、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イ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、本発明のレンズシートは、ベース板をなくした
ので、電離放射線硬化樹脂に適当な柔軟性と、機械的な
強度を必要とする。また、光学的には高い透明性を必要
とする。この場合、レンズシート全体の厚さは、前記性
能および光学特性との兼ね合いで決められるが、0.1mm
〜1.2mmの範囲で好適に実施できる。

さらに、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。

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、離型剥離工程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、仮ラミネートするベース部材と成形型間に入り込む
気泡を押し出す働きをする。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性のベース部材を載せそのベー
ス部材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部材を前記電離放
射線硬化樹脂に積層する工程である。この工程は、成形
型とベース部材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。

ここで、ベース部材としては、電離放射線透過性のも
のであればよく、例えば、透明アクリル板等を用いるこ
とができる。また、電離放射線硬化樹脂に対して剥離性
を持たせるために剥離剤等を塗布しておくことができ
る。このベース部材は、平板でもよいが、加圧ロール
で、電離放射線硬化樹脂を均しながら積層するときの脱
泡効果を高めるために湾曲させておいてもよい。

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
部にできるだけ光線を近づけることが好ましい。これ
は、成形型とベース部材間の浮き上がりや、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。

離型剥離工程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とともに前記ベース部材を剥離する
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より、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により薄いシート状に成形したもので
ある。

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、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、ベース部材との剥離性，流動性，透明性，ベース
板に変わる剛性，柔軟性等の機械的強度等が重視され
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性のものが好ま
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，
ベース部材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がよく、表面強度の中いウレ
タンアクリレート樹脂を用い、第２の電離放射線硬化樹
脂として柔軟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の樹脂塗布面201
と、第２の樹脂塗工程202と、均し積層工程203と、樹脂
硬化工程204と、離型剥離工程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
された均形型の全面に第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、成形型剤の濡れ性を均一
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ベース部材を載せそ
のベース部材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部材を前記第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。

離型剥離工程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とともに前記ベース部材を剥離す
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
部材,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、ベース部材２とし
て、剥離剤を塗布したUV透過性のある厚さ3.0mmのアク
リル板を積層し、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とベース部材２の間に入る気泡を押し出している。こ
の際、ベース部材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
離型するとともに、ベース部材２を剥離して、厚さ0.2m
mのフレネルレンズシートを得た。このレンズシート
は、電離放射線硬化樹脂１のみで構成されるものであ
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
ート法により敵下し、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、ベース部材２と
して、剥離剤を塗布したUV透過性のある厚さ3.0mmのア
クリル板であって、曲率半径が6000mmに曲げ加工したも
のを積層し、化愛ロール4,4を速度50cm/minで電動して
加圧した。このとき、図中Ａで示す部分で、成形型３の
ベース部材２の曲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/c
mの紫外線（UV）を照射し、第１の電離放射線硬化樹脂1
1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
離型するとともに、ベース部材２を剥離して、厚さ0.2m
mのフル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，特に表面で
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
好な結果がられた。

なお、第５図の実施例の場合に湾曲したベース部材を
用い、第６図の実施例の場合に平坦なベース部材を用い
て成形しても同様なレンズシートを得ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、厚いベ
ース板がないので、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部材を載せ、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
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……ベース部材３……成形型４……加圧ロール５……UV光源

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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
性のベース部材を載せそのベース部材を介して加圧ロー
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
ら前記ベース部材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とと
もに前記ベース部材を剥離する離型剥離工程とから構成したレンズシートの製造方法。
【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
線透過性のベース部材を載せそのベース部材を介して加
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
がら前記ベース部材を前記第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と
ともに前記ベース部材を剥離する離型剥離工程とから構成したレンズシートの製造方法。