JP3370391B2 - レンズシートの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、活性エネルギー線を利
用したレンズシートの製造方法に関するものであり、特
に、プロジェクションテレビやマイクロフィルムリーダ
ー等の画面として用いられる投写スクリーンに使用され
るフレネルレンズやレンチキュラーレンズの製造方法に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】フレネルレンズやレンチキュラーレンズ
等のレンズシートを製造する方法としては、アクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン
樹脂等の透明樹脂材料を用いて、これらの樹脂を射出成
型する方法、樹脂板とレンズ型とを当接させ、これを加
熱加圧することによりレンズ型のレンズパターンを転写
する押圧成型法、樹脂板を直接切削加工するダイレクト
カット法等が知られている。また、最近では活性エネル
ギー線硬化型樹脂をレンズ型内に注入した後、活性エネ
ルギー線を照射して該樹脂を硬化させる方法等も提案さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、射出成
型法においては大きなサイズの成型物の成型は難しく、
比較的小さなサイズの成型物の成型にしか使用できな
い。また、押圧成型法では樹脂板および成型型の加熱冷
却サイクルに長時間を要するため、樹脂成型物の大量生
産のためには多数の成型型が必要となり、大型の樹脂成
型物を製造するためには生産装置に莫大な費用がかか
る。 【０００４】一方、活性エネルギー線硬化型樹脂組成物
を用いる方法は、成型時間を短縮でき生産性が向上でき
るものの、レンズ型内へ樹脂組成物を注入する際に泡等
の巻き込み等の問題点を有しており、これを解決するた
めには、別途脱泡処理を行ったり、ゆっくりと注入する
等の方法を採用する必要があり、大量生産には未だ十分
なものではなかった。特に、同心円状のレンズパターン
を有するフレネルレンズを製造する場合には、同心円状
というレンズ型のパターン形状によって溝部に気泡が閉
じこめられるために、気泡が発生し易く、一旦発生した
気泡は容易に除去できなく、気泡によるレンズ欠陥をま
ねくという問題点を有していた。 【０００５】このような気泡の発生を防止する方法とし
て特開平１−１９２５２９号公報に記載されているよう
に、紫外線硬化型樹脂をレンズ型に樹脂溜まりを形成す
るように供給した後、樹脂溜まりにベースフィルムを載
せてそのベースフィルムを介して加圧ロールで樹脂をレ
ンズ型上に均しながらベースフィルムを積層し、紫外線
を照射して硬化させ脱型する方法が提案されている。し
かしながら、このような方法では、加圧ロールとレンズ
型との距離を常に一定に保持しながらベースフィルムを
積層することが必要であり、均一な厚さのレンズシート
を得ることは困難であり、レンズシートに厚さ斑を生じ
るおそれがあり、画像の歪み等のレンズ品質低下の原因
となる等の問題点を有している。そこで、本発明の目的
は、厚さ斑のない高品質のレンズシートを効率よく生産
することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記従来
技術の有する問題点を鑑み、活性エネルギー線硬化型樹
脂を用いたレンズシートの製造方法について鋭意検討を
行った結果、本発明に到達したものである。すなわち、
本発明のレンズシートの製造方法は、レンズパターンが
形成されたレンズ型に活性エネルギー線硬化型樹脂を注
入する樹脂注入工程と、吹出ノズルおよび吸引ノズルを
具備する平滑化装置によって前記樹脂の表面を平滑化す
る平滑化工程と、前記樹脂の上に透明基材を重ね合わせ
る積層工程と、活性エネルギー線を照射して前記樹脂を
硬化する硬化工程と、前記レンズ型から前記樹脂を離型
する離型工程とからなることを特徴とするものである。 【０００７】以下、本発明の製造方法を図面に従って詳
細に説明する。図１は、本発明の活性エネルギー線硬化
型樹脂の注入工程を示す概略図であり、レンズパターン
が形成された平板状のレンズ型１に多孔ノズルやスリッ
トノズル等の注入ノズル４を用いて、注入ノズル４をレ
ンズ型１の形状に合わせて移動させながら活性エネルギ
ー線硬化型樹脂液３を注入する。注入ノズル４への樹脂
液３の供給は、樹脂液タンクから定量ポンプ５を通して
行う。樹脂液３の注入には、注入ノズル４のノズル穴部
での流速から計算されるレイノルズ数が層流領域から極
端に離れないように、使用する樹脂液３の粘度とノズル
穴部のＬ／Ｄ（Ｌはノズル穴部の長さ、Ｄは直径を表
す。）あるいはスリット幅を決定する必要がある。 【０００８】図２は、本発明の活性エネルギー線硬化型
樹脂の別の注入方法を示す概略図であり、レンズパター
ンを形成した平板状のレンズ型１を傾斜させて設置し、
その上流側端部から注入ノズル４を用いて活性エネルギ
ー線硬化型樹脂液３を注入する。注入ノズル４への樹脂
液３の供給は、図１と同様に樹脂液タンクから定量ポン
プ５を通して行う。樹脂液３の注入には、樹脂液３の流
下速度が極端に速くならないように注意するとともに、
レンズ型１の面積をＡｍｍ^２とした時に１０Ａｍｍ^３以
上の過剰量の樹脂液を流下させることが望ましい。この
ように過剰の樹脂液３を流下させることによって、注入
時初期に発生する気泡を押し流し、レンズ型１中への気
泡の残存を防止することができる。余剰の樹脂液３は、
脱泡、濾過等の処理を施した後、樹脂液タンクに戻して
再度注入に使用することができる。なお、レンズ型１の
傾斜角度１７は、樹脂液の粘度や流下速度等とを考慮し
て１５度以下とすることが好ましい。 【０００９】図３に、樹脂注入工程後の状態を示した。
図３に示したように、活性エネルギー線硬化型樹脂３
は、樹脂が平板状のレンズ型１のレンズパターン部から
盛り上がるようにレンズ型１に注入することが好まし
い。本発明で使用されるレンズ型１としては、内面に適
宜のレンズパターンを形成したものであり、ガラス製、
アルミニウム、黄銅、鋼等の金属製、シリコン樹脂、ウ
レタン樹脂、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、フッソ樹脂、
ポリメチルペンテン樹脂等の合成樹脂製のもの等が使用
できる。また、このような材料に各種金属粉を混合した
ものや、メッキを施したものであってもよい。 【００１０】樹脂注入工程を終えた平板状のレンズ型１
は、図４に概略を示した平滑化工程を行う。図３に示し
たように樹脂３がレンズパターン部から盛り上がったよ
うに注入されたレンズ型１は、搬送装置８によって気体
を吹出す吹出ノズル６を設置した平滑化装置によって、
レンズシートとして必要な厚さとなる樹脂液３が残留
し、樹脂液３の液面が平滑となるように平滑化処理を行
う。平滑化装置は、吹出す気体の広がりが少なく斑のな
い形状の吹出口を有する吹出ノズル６が、吹出用ファン
２１に接続されて設置されたものであり、吹出しノズル
６から吹出したエアーによって余剰の樹脂液１０を除去
して平滑化を行うものである。余剰の樹脂９は、レンズ
型１の周辺部からオーバーフローさせ、レンズ型１の周
囲に設置された樹脂液受から回収し、脱泡、濾過等の処
理を施した後に再度注入に使用することができる。 【００１１】また、本発明の平滑化装置においては、図
５に示したように、吹出ノズル６と対面する位置に幅５
ｍｍ程度のスリットを有する吸引ノズル７を吸引用ファ
ン１９に接続して設置し、吹出ノズル６から吹出された
エアーおよび樹脂液３を吸引することもできる。このよ
うな吸引ノズル７を設置することによって、吹出しノズ
ル６から吹出したエアーによって飛散させた余剰の樹脂
液９を吸引ノズル７から吸引して、微粒子状となった余
剰の樹脂液９が飛散して平滑化された樹脂液３の表面へ
の付着を防止することができるものである。余剰の樹脂
液９の飛散はレンズシートの厚さ斑の原因となるので吸
引ノズル７を併設することが好ましいが、吹出ノズル６
の移動速度やエアーの吹出量を制御することによって防
止することもできる。 【００１２】注入した樹脂表面の平滑化を行ったレンズ
型１に、図６に概略を示したように透明基材２を重ね合
わせる。平板状のレンズ型１の端部１０に透明基材２の
端部１１を合致させ、ロール１２を用いて重ね合わせて
いく。この場合、樹脂表面は平滑化されているので余剰
の樹脂は少ないが、ロール１２の進行方向あるいは周辺
部からオーバーフローさせ、レンズ型１の下方に設置し
た余剰の樹脂液受１３で回収し、脱泡、濾過等の処理を
施した後に再度注入に使用することができる。透明基材
２は、ロール１２に沿わせるように配置して重ね合わせ
ることが好ましい。また、使用するロール１２は、直径
２５０ｍｍ以下程度の大きさが好ましい。透明基材２が
ロール１２から離れて配置されたり、ロール１２の直径
が２５０ｍｍを超える大きさのものを使用した場合に
は、樹脂液３の表面に生じた凸部と透明基材２が、ロー
ル１２による透明基材２と樹脂液３との本来の重ね合わ
せ位置から外れた位置で接触して重ね合わされ、透明基
材２と樹脂液３との間に気泡が発生するおそれがあるた
めである。 【００１３】本発明で使用される透明基材２しては、厚
さならびに材料については特に限定されるものではない
が、着色や濁り等によって著しく光線透過率が低下する
ものは好ましくない。使用できる材料としては、プラス
チックやガラス等が挙げられ、具体的にはアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリス
チレン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂あるいはこれ
ら樹脂のコポリマーやポリマーアロイ等が挙げられる。
透明基材２の厚さは、活性エネルギー線の透過性や取扱
い性等の観点から３ｍｍ以下であることが好ましい。特
に、フレネルレンズやレンチキュラーレンズ等の投写ス
クリーン用のレンズ等に使用される場合には、多重像や
虹色の色斑等の光学特性を考慮すると１ｍｍ以下である
ことが好ましい。 【００１４】透明基材２を重ね合わせた後、透明基材２
の上方から活性エネルギー線を照射して樹脂液を硬化さ
せる。この硬化工程においては、活性エネルギー線の照
射量は、樹脂液が完全に硬化するに十分な量であり、使
用する活性エネルギー線硬化型樹脂の種類によって適宜
決定される。活性エネルギー線としては、電子線、イオ
ン線等の粒子線、γ線、紫外線、可視光線、赤外線等の
電磁波線等が挙げられるが、硬化速度や生産設備等の点
から紫外線が好ましい。活性エネルギー線照射装置とし
ては、紫外線を照射する場合には、高圧水銀灯、ケミカ
ルランプ、殺菌灯等の紫外線ランプが使用できる。樹脂
の硬化終了後、透明基材２の端部を保持してレンズ型１
から脱型して、レンズシートを得る。 【００１５】本発明で使用される活性エネルギー線硬化
型樹脂としては、取扱い性や硬化性等の点で、多価アク
リレートおよび／または多価メタクリレート（以下、多
価（メタ）アクリレートと記載）、モノアクリレートお
よび／またはモノメタクリレート（以下、モノ（メタ）
アクリレートと記載）、および活性エネルギー線による
光重合開始剤を主成分とすものが好ましい。代表的な多
価（メタ）アクリレートとしては、ポリオールポリ（メ
タ）アクリレート、ポリエステルポリ（メタ）アクリレ
ート、エポキシポリ（メタ）アクリレート、ウレタンポ
リ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらは、単
独あるいは２種以上の混合物として使用される。また、
モノ（メタ）アクリレートとしては、モノアルコールの
モノ（メタ）アクリル酸エステル、ポリオールのモノ
（メタ）アクリル酸エステル等が挙げられるが、後者の
場合には、遊離の水酸基の影響であると思われるが、金
属型との離型性が悪くなるので金属型を使用する場合に
は多量に使用しないほうがよい。また、（メタ）アクリ
ル酸およびその金属塩についても、高い極性を有してい
ることから、金属型を使用する場合には多量に使用しな
いほうがよい。 【００１６】また、活性エネルギー線硬化型樹脂として
は、注入時の粘度が１５０ｃｐｓ以下と低く、硬化後の
透明性が高いものが好ましい。注入時の粘度が１５０ｃ
ｐｓを超えると、注入ノズル通過時のキャビテーション
等の原因によって、気泡が発生する可能性が高くなるた
めである。本発明において、活性エネルギー線硬化型樹
脂には、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、黄変
防止剤、ブルーイング剤、顔料、拡散剤等の添加剤を硬
化を妨げない範囲で配合してもよい。 【００１７】 【実施例】以下、図７〜図９に基づいて、本発明の実施
例を具体的に説明する。図７に示したように、厚さ３ｍ
ｍの１２００ｍｍ×８００ｍｍの大きさの黄銅製の板に
フレネルレンズパターンを形成した平板状のレンズ型１
を用意した。このレンズ型１を架台に載置して、架台が
１０度の傾斜を有するように脚１４を立てた。さらに、
一辺が開放された枠１５と樹脂液受１３とを、枠１５の
開放辺が下方側に位置し、その下端に樹脂液受１３が接
するようにレンズ型１の周囲に設置した。注入ノズル４
としては、長さ１３００ｍｍのＳＵＳ３０４ＴＰ１５Ａ
のステンレス製管に直径１ｍｍのノズル穴を１０ｍｍ間
隔で設けたものを使用し、これに紫外線硬化型樹脂液を
供給するためのギアポンプ５を、ラインフィルター１６
を接続した。レンズ型１から３ｍｍの間隔をおいて、レ
ンズ型１の上流から下流に注入ノズル４を移動させなが
ら、２０リットル／分の注入速度で樹脂液３をレンズ型
１に注入した。 【００１８】紫外線硬化型樹脂の組成は次の通りであ
り、室温での粘度は５０ｃｐｓであった。 ＜樹脂組成＞ ファンクリルＦＡ−３２１Ｍ ５０重量％ （日立化成社製、エチレンオキシド変性 ビスフェノールＡジメタクリレート） ダイヤビーム４１１７ １０重量％ （三菱レイヨン社製、ビスフェノールＡ 系アクリレート） ダイヤビーム２１０６ ４０重量％ （三菱レイヨン社製、テトラヒドロフル フリルアクリレート） ダロキュアー５１１７ １．５重量％ （メルクジャパン社製、２−ヒドロキシ （上記樹脂の和に対して） −２−メチル−１−フェニルプロパン −１−オン） 次いで、図８に示したように、レンズ型１の幅とほぼ等
しい長さのスリット状にエアーを吹出す吹出ノズル６と
吸引ノズル７とを設置した平滑化装置を準備した。吹出
ノズル６として、エアノズル（キクチ社製、ＤＮ−３０
０型Ｄａｉｃｏエアノズル）を４本設置して、これと対
向する位置に吸引ノズル７を設置した。 【００１９】これらノズル先端から２０ｍｍ離れた位置
を、搬送装置８によってレンズ型１を２ｍ／分の速度で
移動させて、レンズ型１のレンズパターン凹部９にのみ
第１の樹脂液３が注入されているように平滑化を行っ
た。なお、吹出ノズル６にはリングブロワー１８を接続
して、１２００ｍｍＡｑで空気を送り込み、吸引ノズル
７には真空掃除機１９を接続して余剰の樹脂液９を吸引
した。次いで、図９に示したように、透明基材２とし
て、レンズ型１とほぼ同一の大きさで、厚さ１ｍｍのア
クリル樹脂製シート（三菱レイヨン社製アクリライト＃
０００）を、その端部がレンズ型１の端部に接するよう
に設置して、ロール１４に沿って配置するように保持し
ながらロール１２を降下させた。１ｍ／分の速度でロー
ル１２を、レンズ型１の一端部から他端部に向けて移動
させて、透明基材２を樹脂液上に重ね合わせた。オーバ
ーフローした余剰樹脂液は、レンズ型１の下方に設置し
た樹脂液受１５に回収した。そして、ロール１２が、レ
ンズ型１の他端部まで移動した時点でロール１２を上昇
させて、重ね合わせを終了した。ロール１２としては、
直径１６０ｍｍの金属ロールに、ＪＩＳゴム硬度４０度
のＮＢＲシートを巻き付けたものを使用した。 【００２０】透明基材２を重ね合わせたレンズ型１を、
８０Ｗ／ｃｍの照射強度６．４ｋＷの紫外線ランプ３本
を配置した紫外線照射装置を用いて、紫外線を照射して
樹脂液を完全に硬化させた。硬化終了後、レンズ型１か
ら脱型して、フレネルレンズシートを得た。得られたフ
レネルレンズシートは、レンズ中への気泡の残存がな
く、厚さ斑もない均一な高品質のものであった。 【００２１】 【発明の効果】本発明は以上詳述した通りの構成からな
るものであるから、レンズ型のレンズパターンを精確に
転写することができ、気泡の発生や厚さ斑等のない優れ
たレンズシートを効率よく生産することができるもので
あり、特に投写スクリーン等に使用されるフレネルレン
ズあるいはレンチキュラーレンズ等に適したレンズシー
トを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の製造工程を示す概略図である。 【図２】本発明の製造工程を示す概略図である。 【図３】本発明の製造工程を示す概略図である。 【図４】本発明の製造工程を示す概略図である。 【図５】本発明の製造工程を示す概略図である。 【図６】本発明の製造工程を示す概略図である。 【図７】本発明の実施例の製造工程を示す概略図であ
る。 【図８】本発明の実施例の製造工程を示す概略図であ
る。 【図９】本発明の実施例の製造工程を示す概略図であ
る。 【符号の説明】 １ ・・・ レンズ型 ２ ・・・ 透明基材 ３ ・・・ 活性エネルギー線硬化型樹脂 ４ ・・・ 注入ノズル ５ ・・・ 定量ポンプ（ギアポンプ） ６ ・・・ 吹出ノズル ７ ・・・ 吸引ノズル ８ ・・・ 搬送装置 ９ ・・・ 余剰樹脂 １０・・・ レンズ型端部 １１・・・ 透明基材端部 １２・・・ ロール １３・・・ 樹脂液受 １４・・・ 脚 １５・・・ 枠 １６・・・ ラインフィルター １７・・・ レンズ型傾斜角度 １８・・・ 吹出用ファン（リングブロワー） １９・・・ 吸引用ファン（真空掃除機）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−263035（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−123301（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−128212（ＪＰ，Ａ) 米国特許3935359（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 3/08 G02B 3/00

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 レンズパターンが形成されたレンズ型に
   活性エネルギー線硬化型樹脂を注入する樹脂注入工程
   と、吹出ノズルおよび吸引ノズルを具備する平滑化装置
   によって前記樹脂の表面を平滑化する平滑化工程と、前
   記樹脂の上に透明基材を重ね合わせる積層工程と、活性
   エネルギー線を照射して前記樹脂を硬化する硬化工程
   と、前記レンズ型から前記樹脂を離型する離型工程とか
   らなることを特徴とするレンズシートの製造方法。