JP2837875B2 - 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もので
ある。

〔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。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、対応する他の辺を徐
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、気泡の混入は偶発的であり、そ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
て、レンズ品質が低下したり、画質が劣化したりしてし
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く、しかもコストアップを押え
ることのできる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。

本発明によるレンズシートの製造方法は、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
化樹脂を塗布し（第１の樹脂塗布工程101）、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（第２の
樹脂塗布工程102）、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（均し積層工程103）、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（樹
脂硬化工程104）、前記成形型から前記各電離放射線硬
化樹脂を離型する（剥離工程105）レンズシートの製造
方法であって、前記加圧ロールにより前記第２の電離放
射線硬化樹脂を均す方向（均し積層工程103）と略垂直
な方向に前記第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101）ように構成されている。

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，スキージ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、スキージング法，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。

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けなければならず、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らなない
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
放射塩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４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、第１の樹脂塗布工程101において、第１
の電離放射線硬化樹脂２を成形型１に塗布する際にその
塗布方向を、均し積層工程103で第２の電離放射線硬化
樹脂５を均す方向に対して、略垂直になるようにしてあ
る。具体的には、サーキュラーフレネルレンズシートを
製造する際に、第１の電離放射線硬化樹脂２をスキージ
ング法により塗布する場合を一例として説明する。な
お、各図において、矢印Ｉは、第１の電離放射線硬化樹
脂の塗布方向を示しており、矢印IIは、加圧ロールの移
動により第２の電離放射線硬化樹脂を均す方向（以下、
ニップ押圧の方向という）を示している。

成形型１に第１の電離放射線硬化樹脂２を塗布すると
きには、スキージ３を矢印Ｉ方向に移動させる（第２図
（ｂ））。このとき、第２図（ｃ）に示すように，成形
型１の左端から中心付近までの間では、成形型１の山部
の形状に逆らうようにスキージングが行われることにな
る。したがって、この間におけるスキージングに対して
は抵抗が大きく、山部の斜面1aに気泡４が生ずる可能性
がある。この気泡４は、成形型１の溝が深く、スキージ
ングのときに最も抵抗の大きい外周部に生じやすい（第
２図（ｄ））。

この後、第３図（ａ）に示すように、第２図の電離放
射線硬化樹脂５を図示しないディスペンサで滴下して、
第１の電離放射線硬化樹脂２の塗布方向Ｉと同じII₂方
向に均すと、気泡４の一部が溝に残留することがある。
これは、第３図（ｂ）に示すように、矢印II₂方向に加
圧ロールを移動させてニップ押圧を行うと、第１の電離
放射線硬化樹脂２の流れが成形型１の山部の垂直部分1b
でせきとめられるために、気泡４を追い出しにくいこと
による。

このような理由により、本発明では、第１の電離放射
線硬化樹脂２の塗布方向Ｉがニップ押圧を行う方向IIに
対して略垂直になるようにして、より完全な脱泡を図っ
ている。すなわち、第４図に示すように、第１の電離放
射線硬化樹脂２は、ニップ押圧を行う方向II₁に略垂直
な方向（矢印Ｉ）に塗布して、その後、矢印II₁方向に
ニップ押圧を行って、第１の電離放射線硬化樹脂２が成
形型１の同心円の円周に沿う方向IIIに流れるようにす
る。第１の電離放射線硬化樹脂２が矢印III方向に流れ
ることにより、気泡４も同じIII方向に移動して容易に
脱泡される。

このような方法による脱泡は、サーキュラーフレネル
レンズシートに限らず、レンズ部が多数平行に配置され
たリニヤフレネルレンズシート，垂直プリジムレンズシ
ート，レンチキュラーレンズシートなどを製造する場合
にも適用できる。これらの場合には、レンズ単位の長手
方向にニップ押圧を行えば、脱泡がしやすい。本発明
は、ベース部材の片面のみにレンズ部を有するレンズシ
ートに限らず、他方の面に異種または同種のレンズ部を
有する両面のレンズシートにも適用できる。例えば、一
方の面にサーキュラーレンズ、他方の面に垂直プリズム
レンズやレンチキュラーレンズなどを有する両面レンズ
シートや、レンズ単位の長手方向の異なるリニヤフレネ
ルレンズ同士，レンチキュラーレンズ同士がベース部材
の両面に形成されるレンズシート等にも適用できる。

なお、本発明においても、第２の電離放射線硬化樹脂
が滴下される部分の第１の電離放射線硬化樹脂を多く塗
布すれば、気泡の混入を押えることができる（特願昭63
−115194号）。つまり、成形型の山部の高さよりも低く
第１の電離放射線硬化樹脂を塗布したときに、この状態
で第２の電離放射線硬化樹脂を適下すると、第1,第２の
樹脂間に気泡が混入しやすくなるので、これを防止する
ために第１の樹脂を多く塗布（山部よりも高く塗布）し
て気泡の混入を抑えるというものである。

また、第２の電離放射線硬化樹脂を滴下する際に、第
２の電離放射線硬化樹脂をコの字形に滴下すれば、溝が
深い成形型外周部の樹脂切れ等を防止することができる
ので（特願昭63−20927号）、その後第２の樹脂を均す
ことにより気泡の脱泡が完全にできる 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，プリズムレンズシート，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５図〜第８図は本発明によるレンズシートの製造方
法のに実施例を示した図である。

なお、前途した要旨と略同様な機能を果たす部分に
は、同一の符号を付してある。

まず、第５図に示すように、たて横1m,ピッチ0.1mm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１
の全面に、第１のUV硬化樹脂２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
の樹脂を、厚さ0.5mmのPET（ポリエステル）製プラスチ
ックドクターにより矢印Ｉ方向にスキージングを行って
塗布した。

つぎに、第６図に示すように、第２のUV硬化樹脂５を
フローコート法により、第１のUV硬化樹脂２上に0.5g/c
m²の樹脂溜りを形成した。この第２のUV硬化樹脂５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６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の紫外
線吸収剤を添加していない透明アクリル板を積層し、加
圧ロール7,7を速度50cm/minで矢印II₁方向へ転動して加
圧した。このとき、図中2aで示す部分で、成形型１とベ
ース部材６の間に入る気泡が押し出されている。この
際、UV光源８を用いてベース部材６側から160W/cmの紫
外線（UV）を照射し、第１のUV硬化樹脂２と第２のUV硬
化樹脂５を硬化した。

最後に、第８図に示すように、成形型１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２
で、基部側が第２のUV硬化樹脂５で構成され、さらに、
ベース部材６が積層されたものであった。このフレネル
レンズシートには、気泡が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１の
電離放射線効硬化樹脂を成形型に塗布する方向を、第２
の電離放射線硬化樹脂を均す方向に対して略垂直にして
いるので、気泡の脱泡がしやすくなり、気泡の混入のな
い、しかもコストアップを抑えることのできるレンズシ
ートの製造方法を実現できる。

【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４図は、本発明によるレジストシートの製造
方法の樹脂塗布工程を説明するための図である。 第５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。 １……成形型 ２……第１の電離放射線硬化樹脂 ３……スキージ ４……気泡 ５……第２の電離放射線硬化樹脂 ６……ベース部材 ７……加圧ロール ８……UV光源 Ｉ……第１の電離放射線硬化樹脂の塗布方向 II……第２の電離放射線硬化樹脂の均し方向

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、前記加圧ロールにより前
   記第２の電離放射線硬化樹脂を均す方向と略垂直な方向
   に前記第１の電離放射線硬化樹脂を塗布するように構成
   したことを特徴とするレンズシートの製造方法。