JP2774279B2 - レンズシートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 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レンズ部を電離
放射線硬化樹脂で成形するレンズシートの製造方法に関
し、特に、レンズ部に気泡が混入しない改良された樹脂
塗布工程を含むレンズシートの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

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、成形型とベース部
材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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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うたときには、
「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。

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いレンズシートの製造方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本件発明者は、種々検討した結果、電離放射線硬化樹
脂の塗布方法を改良することにより、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、本発明によるレンズシートの製造方法の要
旨を説明するための図である。

このレンズシートの製造方法は、第１の樹脂塗布工程
101と、第２の樹脂塗布工程102と、均し積層工程103
と、樹脂硬化工程104と、離型工程105とから構成される
製造方法に適用されるものである。

第１の樹脂塗布工程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，スクィーズィング法等により実施することがで
きる。

第２の樹脂塗布工程102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。この工程における第２の電離放射線硬化樹脂は、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
し出すとともに、ベース部材との接着性を持たせる働き
をする。第２の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，定量分離法等の方法をとることが
できる。

均し積層工程103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。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。

樹脂硬化工程104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。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、両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。

離型工程105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。

前記各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、コーティング適正を向上さ
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。

電離放射線硬化樹脂としては、第１の電離放射線硬化
樹脂の物性は、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
樹脂の物性は、ベース部材との接着性，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型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部
材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。

ベース部材は、耐溶剤性のある電離放射線透過性のよ
いシートまたはフィルムで、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、機械的な強度の高いものが好ましい。このベ
ース部材には、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、本発明によるレンズシートの製造方法を、樹脂
塗布工程を中心にして、さらに詳しく説明する。

第２図，第３図は、本発明によるレンズシートの製造
方法の樹脂塗布工程を説明するための図である。

本発明では、前記第２の電離放射線硬化樹脂の樹脂溜
まりを形成する部分の前記第１の電離放射線硬化樹脂の
塗布量を前記成形型のレンズパターン型の山部の高さ以
上に高くなるように多くし、その他の部分の前記第１の
電離放射線硬化樹脂の塗布量を前記山部の高さ以下とな
るようにしたことを特徴とする。

この理由は、第１の電離放射線硬化樹脂１の塗布量が
少なく、成形型４のレンズパターン型の山部の高さ以下
であるような場合には（第２図（ａ））、第２の電離放
射線硬化樹脂２をディスペンサ６で滴下したときに、第
１の電離放射線硬化樹脂１と第２の電離放射線硬化樹脂
２の間に気相７が存在するので（第２図（ｂ））、前述
の第２の樹脂塗布工程102で加圧して脱泡しても押し出
しきれず、塗布後にも小さな気泡7aがレンズ部に残って
しまう可能性が多かった（第２図（ｃ））。

本発明のように第２の電離放射線硬化樹脂２を滴下す
る部分の第１の電離放射線硬化樹脂１の塗布量を成形型
４のレンズパターン型の山部の高さ以上になるようにす
れば（第３図（ａ））、第２の電離放射線硬化樹脂２を
ディスペンサ６で滴下したときに、第１の電離放射線硬
化樹脂１と第２の電離放射線硬化樹脂２の間に気相が存
在しなくなり（第３図（ｂ））、塗布後に気泡がレンズ
部に残留することはなくなった（第３図（ｃ））。

第１の電離放射線硬化樹脂の厚く塗布する部分は、成
形型の型の山部の高さの最大値が150μｍ程度の場合に
は、さらにその山部から30〜70μｍ厚くする範囲で実施
できる。

なお、第１の樹脂塗布工程101において、成形型４の
全面に第１の電離放射線硬化樹脂１を塗布する際に、そ
の塗布厚を全面に渡り型の深さよりも厚くしておく場
合、特に第１の電離放射線硬化樹脂１の粘度が高いとき
には、成形型４と第１の電離放射線硬化樹脂１の濡れ性
が悪くなってしまううえ、その樹脂１の粘度が高いため
気泡の混入のない厚い塗布が困難である。

また、成形型４と電離放射線硬化樹脂１の濡れ性を増
し、気泡の混入のない厚い塗布をしようとして、第１の
電離放射線硬化樹脂１の中に溶剤を添加し、粘度を50セ
ンチポイズ以下に落とした場合、添加した溶剤は、成形
後に残ると物性面に悪影響を及ぼす可能性があるので、
その溶剤は揮散させておく必要がある。このため、脱溶
剤のための工程に時間がかかり生産性が悪くなる。

さらに、第１の電離放射線硬化樹脂を全面に厚く塗布
すると、塗布量が増加し樹脂の使用量が多くなるうえ、
溢れた余分な樹脂の後処理をしなければならず、製造コ
ストの増加につながる。

本発明によるレンズシートの製造方法は、フレネルレ
ンズシート，プリスムレンズシート，レンチキュラーレ
ンズシート等を対象にすることができ、さらに、表面に
微細なパターンを有する光カード，光ディスク，ホログ
ラム等にも同様に適用することができる。

〔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４図〜第８図は、本発明によるレンズシートの製造
方法の実施例を示した図である。

各図において、１は第１のUV硬化樹脂,2は第２のUV硬
化樹脂,3はベース部材,4は成形型,5は加圧ロール,6はUV
光源である。

まず、第４図に示すように、たて横1mで、ピッチ0.1m
mのフレネルレンズ形状のレンズパターンを有する成形
型４の、第１のUV硬化樹脂１として、屈折率1.49,粘度1
00センチポイズに調整したウレタンアクリレート系の樹
脂を型の谷底から厚み約50μｍ（第４図（ａ）t₁）に、
全面塗布するとともに、２点鎖線で囲んだ部分1Aのみ
を、型の山部からさらに約50μｍ（第４図（ａ）t₂）厚
くなるようにした。

このように塗布するには、第５図（ａ）に示すよう
に、成形型Ａの全面に、型の山部から50μｍ厚くなるよ
うにロールコータ８を用いて均一に全面塗布したのち、
第５図（ｂ）（ｃ）に示すように、スクィージ９を用い
て２点鎖線で囲んだ1Aを除いて前記厚みになるようにか
き落した。なお、スクィージ９の上下は、タイミングセ
ンサ等を用いて、成形型４の頭部よりも５〜10cm下がっ
たところで行う。

次に、第６図に示すように、第２のUV硬化樹脂２を、
第１のUV硬化樹脂１の２点鎖線で囲んだ部分1Aに、フロ
ーコート法により、0.5g/cm²の樹脂溜りを形成した。こ
の第２のUV硬化樹脂２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樹脂
を用いた。

このようにして樹脂溜まりを成形したのち、第７図に
示すように、ベース部材３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3.0mmの透明
アクリル板を積層し、加圧ロール5,5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４とベース部材３の間に入る気泡を押し出してい
る。この際、UV光源６を用いてベース部材３側から160W
/cmの紫外線（UV）を照射し、第１のUV硬化樹脂１と第
２のUV硬化樹脂２を硬化した。

最後に、第８図に示すように、成形型４を解圧離型し
て、フレネルレンズシートを得た。このフレネルレンズ
シートは、レンズ部の先端部側が第１のUV硬化樹脂１
で、基部側が第２のUV硬化樹脂２で構成され、さらに、
ベース部材３が積層されたものであった。このフレネル
レンズシートは、第２のUV硬化樹脂２を滴下した部分
に、気泡が混入していなかった。

第９図，第10図は、本発明によるレンズシートの製造
方法の他の実施例を示した図である。

この実施例では、レンズシートの周辺での成形不良を
なくすために、第２のUV硬化樹脂２をコの字形に塗布し
た例を示している。

この場合も、ロールコータで予め均一に第１のUV硬化
樹脂１を塗布したのち、第９図に示すように、幅の狭い
スクィージ９を用いて、その樹脂１をかき落とし、この
字形の部分を残すことにより、第１のUV硬化樹脂１の２
点鎖線で囲んだ部分1Bだけを厚くした。

さらに、その上から第２のUV硬化樹脂２をコの字形に
塗布した。第２のUV硬化樹脂２を左端に70g,上下両端に
それぞれ20gずつの樹脂溜りを形成した以外は、第１図
の実施例と同様にして製造した。

前記同様に、第２のUV硬化樹脂２の滴下部分に気泡は
混入していなかった。

〔発明の効果〕

以上詳しく説明したように、本発明によれば、第２の
電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりを形成する部分の第１
の電離放射線硬化樹脂の塗布量を多くしてあるので、第
２の電離放射線硬化樹脂を滴下するときに多量の気泡が
混入することがなくなり、気泡を含まないレンズシート
を製造することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるレンズシートの製造方法の要旨
を説明するための図である。 第２図，第３図は、本発明によるレンズシートの製造方
法の樹脂塗布工程を説明するための図である。 第４図〜第８図は、本発明によるレンズシートの製造方
法の実施例を示した図である。 第９図，第10図は、本発明によるレンズシートの製造方
法の他の実施例を示した図である。 １……第１のUV硬化樹脂 ２……第２のUV硬化樹脂 ３……ベース板部材、４……成形型 ５……ロール、６……UV光源

Claims (1)

(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全
   面に第１の電離放射線硬化樹脂を塗布し、 前記成形型上に塗布された前記第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の樹脂溜まりを形成
   し、 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
   材を重ねて加圧ロールでその第２の電離放射線硬化樹脂
   を均しながら前記第１の電離放射線硬化樹脂上に積層
   し、 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、 前記成形型から前記各電離放射線硬化樹脂を離型する レンズシートの製造方法であって、 前記第２の電離放射線硬化樹脂の樹脂溜まりを形成する
   部分の前記第１の電離放射線硬化樹脂の塗布量を前記成
   形型のレンズパターン型の山部の高さ以上に高くなるよ
   うに多くし、その他の部分の前記第１の電離放射線硬化
   樹脂の塗布量を前記山部の高さ以下となるようにした ことを特徴とするレンズシートの製造方法。