JP3563415B2

JP3563415B2 - レンズシート

Info

Publication number: JP3563415B2
Application number: JP10002691A
Authority: JP
Inventors: 幸男小林; 好恵長尾; 則三冨田; 克実米倉
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1991-05-01
Filing date: 1991-05-01
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JPH04329501A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビデオプロジェクションテレビのスクリーンに用いられるフレネルレンズやレンチキュラーレンズ、あるいは集光用のフレネルレンズ等のレンズシートに関する。
【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場合、そのサイズが比較的小さく、しかも大量に生産するときは合成樹脂の射出成形方法が一般に採用される。また、上記スクリーン用や集光用で比較的大きなサイズのレンズシートを製作する場合は、平板状のレンズ型に樹脂板を当接し、これを加熱、加圧してレンズ面を転写して製造する方法が一般に採用られる。ところが、後者の方法によるときは、加熱−冷却に長時間を要し、生産性を上げられないという難点があった。
【０００３】
このため最近では、レンズ型と透明基板との間に紫外線硬化型樹脂液を介在させ、紫外線を照射して硬化させる方法が提案されており（特開昭６１−１７７２１５号公報）、またこのような方法によって得たフレネルレンズやレンチキュラーレンズを備えた透過型スクリーンも知られている（特開昭６３−１６７３０１号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記の如きレンズシートを製造する場合、紫外線硬化型樹脂の性能としては、透明基板との密着性、レンズ型からの離型性、硬化後のレンズ部の強度や形態保持性、あるいは光の透過性能等が要求される。
【０００５】
このような観点から上記２つの特許公報によって開示された方法についてみると、前者の方法では具体的な紫外線硬化型樹脂についての説明がなされておらず、また後者のスクリーンにおいては、硬化する前の粘度が５００ｃｐｓ以下、硬化による重合収縮率が１０％以下、硬化後の７０℃におけるヤング率が５０００〜３００００ｋｇ／ｃｍ^２の紫外線硬化型樹脂を用いることを特徴としている。
【０００６】
しかしながら、このような紫外線硬化型樹脂を用いた場合、ヤング率が高すぎてレンズ型からの脱型がむづかしく、強引に脱型するとレンズ部に欠けを生じることがあり、また同特許公報で最適として用いている特定の紫外線硬化型樹脂は、硬化後に着色する傾向が認められレンズとして好ましくない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、紫外線硬化型樹脂に要求される上記性能、特にレンズ型からの離型性、光の透過性能等の性能を十分に備え、着色のない紫外線硬化型樹脂を用いた高性能のレンズシートを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明者は上述の状況に鑑み、硬化後における紫外線硬化型樹脂が硬いものを用いると離型が困難になることから、むしろ柔らかい樹脂にする方が好結果を得られるであろうとの予測のもとに実験および検討を重ねた末に、好結果を得て本発明を完成させるに至ったものである。
すなわち、本発明の要旨とするところは、透明基材の少なくとも一面に、紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されたレンズシートであって、前記紫外線硬化型樹脂が多価（メタ）アクリレート及びモノ（メタ）アクリレートを主成分とし、３２０〜３９０ｎｍの紫外線積算照射量を調整して得られる、前記レンズ部を構成する前記紫外線硬化型樹脂の硬化後の２５℃における弾性率が、１０００ｋｇ／ｃｍ^２〜５０００ｋｇ／ｃｍ^２であることを特徴とするレンズシートにある。
【０００９】
以下、本発明のレンズシートを作用とともにさらに詳細に説明する。
本発明に使用する紫外線硬化型樹脂は、後述するような化合物からなるものが用いられるが、紫外線硬化型樹脂の硬化物の２５℃における弾性率は、１０００ｋｇ／ｃｍ^２以上５０００ｋｇ／ｃｍ^２以下でなければならない。ここで、この種の紫外線硬化型樹脂にあって、その硬化物の弾性率は一律に決まるものではなく、例えば紫外線硬化型樹脂の組成、照射する紫外線の波長、紫外線の積算照射量を調整することによりはじめて上述の弾性率が得られる。
２５℃における硬化物の弾性率が１０００ｋｇ／ｃｍ^２未満の場合、最近のプロジェクションテレビのスクリーンのようにレンズシートを複数枚重ねて使用すると、それらの固定法によってはレンズ部が押しつぶされてしまい、光学的な歪みが発生する場合があるので好ましくない。また、２５℃における硬化物の弾性率が５０００ｋｇ／ｃｍ^２を超えるような紫外線硬化型樹脂は紫外線による硬化を行った際に発生する重合収縮によりレンズに反りが発生しやすく、基材としてアクリル樹脂板のような弾性率の高いものを用いても反りが大きくなって、レンズ設計通りの光学性能が得られにくくなるため好ましくない。更にレンズ形状によってはレンズ型からの離型が難しくなり、強引に剥がそうとするとレンズ先端の欠けや、基材からの剥離が発生しやすくなるので好ましくない。本発明において、紫外線硬化型樹脂の２５℃における弾性率は、好ましくは１５００ｋｇ／ｃｍ^２以上４５００ｋｇ／ｃｍ^２以下の範囲である。
【００１０】
このような性能を満足し、且つ取扱いやすさ、硬化性等の点で、多価メタクリレートおよび／または多価アクリレート（本明細書にあっては、多価（メタ）アクリレートと記述する。）、モノメタクリレートおよび／またはモノアクリレート（本明細書にあっては、モノ（メタ）アクリレートと記述する。）、および光開始剤を主成分とする紫外線硬化型樹脂組成物であることが好ましい。
【００１１】
ここで、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、及びウレタンポリ（メタ）アクリレートが挙げられ、これらは単独または２種以上の混合物として使用される。
【００１２】
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が好ましく用いられる。グリコール等のポリアルコールのモノ（メタ）アクリル酸エステルは、遊離の水酸基の影響と思われるが、金属型を用いた場合に金属型との離型が悪くなるので多量に用いないほうが良い。また、（メタ）アクリル酸及びその金属塩についても高い極性を持っているためであると考えられるが、金属型を用いた場合、金属型との離型が悪くなるため多量に用いるのは好ましくない。
【００１３】
本発明で使用する紫外線硬化型樹脂組成物には少量の光開始剤を添加することが好ましい。光開始剤の種類は特に限定されるものではないが、硬化反応の前及び後に比較的着色が少なく、光線透過率が高く、光学特性のより優れたレンズシートの得られる光開始剤であることが好ましい。このような光開始剤の例としては、メチルベンゾイルホルメート、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等が挙げられる。これらの光開始剤は一種または二種以上を混合して使用することができる。
【００１４】
本発明のレンズシートを構成する透明基材としては、特に限定されるものではなくガラスやプラスチックが使用し得るが、アクリル樹脂やポリカーボネート等のプラスチック板並びにプラスチックシート、ポリエステル、ポリカーボネートやアクリル系のフィルムが好ましく用いられる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に従って具体的に説明する。
図１はフレネルレンズシートの部分側面図、図２はレンチキュラーレンズシートの部分側面図、図３は前記両レンズシートのレンズ面を対向させて締め付けるときの説明図である。これらの図において、１はレンズ、２は透明基材、３はフレネルレンズシート、４はレンチキュラーレンズシート、５はアルミアングルである。
【００１６】
本実施例では、透明基材２として、厚さ３ｍｍのメタクリル樹脂板「アクリライト＃０００」（三菱レイヨン社製、紫外線吸収剤を含まないもの）を用いた。
（実施例１）
紫外線硬化型樹脂組成物として、「ＮＫエステルＡ−ＢＰＥ−４」（新中村化学社製、エチレンオキシド変性ビスフェノールＡジアクリレート）８０重量％、「ライトエステルＢＯ」（共栄社油脂社製、ブトキシエチルメタクリレート）２０重量％の混合物に、光開始剤として「ダロキュア１１７３」（メルク・ジャパン社製、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン）を上記混合物に対して３重量％となるように添加したものを調製した。フレネルレンズ金型と透明基材の間に前記紫外線硬化型樹脂組成物を介在させ、基材側より８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀灯で、３２０〜３９０ｎｍの紫外線積算照射量が９００ｍＪ／ｃｍ^２となるように紫外線を照射して金型から剥離してフレネルレンズシート３を得た。
同様にして、レンチキュラーレンズの金型を用いてレンチキュラーレンズシート４を得た。
この紫外線硬化型樹脂組成物から得られた硬化物の弾性率は２５℃で４５００ｋｇ／ｃｍ^２であった。
得られたフレネルレンズシート３とレンチキュラーレンズシート４のレンズ面を対向させ、図３に示すようにアルミアングル５で４辺を締めつけた。レンズ部が押しつぶされて光学歪みが発生するようなことはなかった。
【００１７】
（実施例２）
紫外線硬化型樹脂組成物を「ファンクリルＦＡ−３２１Ｍ」（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）３５重量％、「サートマー２３８」（サートマー社製、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート）４５重量％、「サートマー２８５」（サートマー社製、テトラヒドロフルフリルアクリレート）２０重量％の混合物に、光開始剤として「ダロキュア１１７３」（メルク・ジャパン社製、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン）を上記混合物に対して３重量％となるように添加した以外は実施例１と同様に行った。
この紫外線硬化型樹脂組成物から得られた硬化物の弾性率は２５℃で１５００ｋｇ／ｃｍ^２であった。
得られたフレネルレンズシート３とレンチキュラーレンズシート４のレンズ面を対向させ、図３に示すようにアルミアングル５で４辺を締めつけた。レンズ部が押しつぶされて光学歪みが発生するようなことはなかった。
【００１８】
（比較例１）
紫外線硬化型樹脂組成物を「ファンクリルＦＡ−３２１Ｍ」（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）３０重量％、「ＮＫエステルＡ−ＢＰＥ−４」（新中村化学社製、エチレンオキシド変性ビスフェノールＡジアクリレート）２０重量％および「サートマー２８５」（サートマー社製、テトラヒドロフルフリルアクリレート）５０重量％の混合物に、光開始剤として「ダロキュア１１７３」（メルク・ジャパン社製、２−ヒドロオキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン）を上記混合物に対して３重量％となるように添加した以外は実施例１と同様に行った。
【００１９】
この紫外線硬化型樹脂組成物から得られた硬化物の弾性率は２５℃で１５０ｋｇ／ｃｍ^２であった。
得られたフレネルレンズシート３とレンチキュラーレンズシート４のレンズ面を対向させ、図３に示すようにアルミアングル５で４辺を締めつけた。レンズ部が押しつぶされて光学的な歪みが発生した。
【００２０】
（比較例２）
紫外線硬化型樹脂組成物を「アロニックスＭ３１５」（東亜合成化学社製、トリス（アクリロキシエチル）シアヌレート）７０重量％と、「アロニックスＭ−１５０」（東亜合成化学社製、Ｎ−ビニルピロリドン）３０重量％の混合物に、光開始剤として「ダロキュア１１７３」（メルク・ジャパン社製、２−ギドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン）を上記混合物に対して３重量％となるように添加し、実施例１と同様に紫外線を照射して重合を行った。出来上がったフレネルレンズシート３を金型から剥離したが、剥離の際レンズ部に欠けが発生してしまった。
この紫外線硬化型樹脂組成物から得られた硬化物の弾性率は２５℃で３００００ｋｇ／ｃｍ^２であった。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明に係るレンズシートのレンズ部を構成する紫外線硬化型樹脂は、その硬化物の弾性率があまり大きくないためにレンズ型からの脱型が容易で、脱型時に欠け等の不良を生じにくくなっていると同時に、強度が小さすぎることからレンズシートを複数枚重ねたとき等においてもレンズ部が押しつぶされて光学的な歪みが発生しないという特徴を有している。しかも、紫外線硬化型樹脂を用いているため、生産性が向上し、大型のレンズシートも容易に作成し得るという多大な効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレネルレンズシートの部分拡大側面図である。
【図２】本発明のレンチキュラーレンズシートの部分拡大側面図である。
【図３】両レンズシートのレンズ部同士の押付け評価を行うときの概念図である。
【符号の説明】
１（紫外線硬化型樹脂の硬化物による）レンズ部
２透明基材
３フレネルレンズシート
４レンチキュラーレンズシート
５アルミアングル

Claims

透明基材の少なくとも一面に、紫外線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されたレンズシートであって、前記紫外線硬化型樹脂が多価（メタ）アクリレート及びモノ（メタ）アクリレートを主成分とし、３２０〜３９０ｎｍの紫外線積算照射量を調整して得られる、前記レンズ部を構成する前記紫外線硬化型樹脂の硬化後の２５℃における弾性率が、１０００ｋｇ／ｃｍ^２〜５０００ｋｇ／ｃｍ^２であることを特徴とするレンズシート。