JP3945183B2 - レンズシ−トおよびそれを用いた透過型スクリ−ン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は背面投射型プロジェクションテレビ等に使用されるレンズシートおよびそのレンズシートを組み合わせて用いる透過型スクリーンに関し、特に防カビ作用を持たせたレンズシートおよび透過型スクリーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
投射管、液晶パネルなどからの画像光を拡大投射してスクリーン上に重ね合わせ前面から映像を観察する背面投射型プロジェクションテレビ等に用いられる透過型スクリーンは、フレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートなどのレンズシートが用いられている。フレネルレンズシートは、画像投射装置から出た光を観察者のいる方向に向ける作用をし、すなわち画面を明るくするために使われている。一方、レンチキュラーレンズシートは、画像投射装置から出た光を観察者のいる左右方向に広げる作用をし、すなわち観察領域を広げ多くの人に観察できるようにするために使われている。また、投射画像を結像するために、スクリーンを構成するいずれかの部材に、光拡散剤を混入したり、光拡散層を設けるなどの手段がとられている、また、別部材として光拡散性基材をスクリーンに付加して用いられる場合もある。
【０００３】
上記のフレネルレンズシートとレンチキュラーレンズシートなどのレンズシートは、一例としてレンズ部を成形する型と透明基材との間に電離放射線硬化型樹脂を塗布又は注入して、紫外線又は電子線を照射することにより、前記樹脂を重合・硬化させて基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されている。
【０００４】
通常、高分子基材は、その成形時に酸化防止剤、離型剤等の添加剤が混入される。これらの添加剤は、微生物の影響を受け易くなり、高温・多湿環境下でカビの発生率が高くなることが知られている。したがって、高分子基材からなる上記レンズシートに高温・多湿環境下でカビが発生付着することによるスクリーンとして映像や美観を損ねる問題があった。投射装置の光源側のスクリーン部材にカビが付着するとスクリ−ンを取り外して内部のカビを取り除くのは困難である。
【０００５】
また、電離放射線硬化型樹脂は重合・硬化の際に、その反応を開始させるために、増感剤や紫外線等と相互作用するその他の官能基を含む高分子あるいはそれに類する反応性の基を有する有機物質が含有されている。このために、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されているレンズシートを長期間使用すると外光等に含まれている紫外線により、レンズシートが黄変着色したり、強度的劣化が起こるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、レンズシート基材に防カビ作用および紫外線反射作用を持たせたレンズシートおよびそのレンズシートを用いた透過型スクリーンを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
少なくとも１層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トにおいて、
前記基材のいずれかの層の内部に、防カビ作用および紫外線反射作用を持つ粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とするレンズシ−トである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のレンズシ−トにおいて、
前記レンズ部がシリンドリカルレンズであって、かつ前記基材が、透明フィルム基材上に、内部に光拡散性微粒子が分散されてなる拡散基材が積層された構成であり、該拡散基材の内部に、樹脂基材に対して０．０１〜３．０ｗｔ％の量の酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１記載のレンズシ−トにおいて、
前記レンズ部がシリンドリカルレンズであって、かつ前記基材が、透明フィルム基材上に、内部に光拡散性微粒子が分散されてなる拡散基材が積層され、該拡散基材の最外面平坦部にハードコート層が形成された構成であり、
該ハードコート層の内部に、ハードコート樹脂成分に対しての０．１〜２０ｗｔ％の量の酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１記載のレンズシ−トにおいて、前記レンズ部がフレネルレンズであって、かつ前記基材が１層からなり、内部に酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１記載のレンズシ−トにおいて、前記レンズ部がフレネルレンズであって、かつ前記基材が１層からなり、内部に酸化亜鉛超微粒子と光拡散性微粒子が分散されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項２または３から選択されるレンズシ−トと、請求項４または５から選択されるレンズシ−トとを組み合わせてなることを特徴とする透過型スクリーンである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のレンズシートおよびそのレンズシートを用いた透過型スクリーンの好ましい実施形態の一例について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明のレンズシートの一例を模式的に示した断面図である。
本発明のレンズシートは、少なくとも１層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トにおいて、前記基材のいずれかの層の内部に、少なくとも酸化亜鉛超微粒子が分散されており、防カビ作用および紫外線反射作用を有するものである。
図１（ａ）に示すように、透明フィルム基材１１の片面にレンズシリンドリカルレンズ部１２が形成されており、透明フィルム基材側に、内部に光拡散性微粒子１３ｂが分散されてなる拡散基材１３が積層された構成であり、その拡散基材１３の内部に、酸化亜鉛超微粒子１３ａが分散されているレンズシート１０である。また、図１（ｂ）に示すように、透明フィルム基材２１の片面にレンズシリンドリカルレンズ部２２が形成されており、透明フィルム基材側に、内部に光拡散性微粒子２４ｂが分散されてなる拡散基材２３が積層され、その拡散基材２３の最外面平坦部にハードコート層２４が形成された構成であり、そのハードコート層２４の内部に酸化亜鉛超微粒子２４ａが分散されているレンズシート２０である。
【００１５】
また、図１（ｃ）に示すように、基材３３の片面にフレネルレンズ部３２が形成されており、基材３３の内部に酸化亜鉛超微粒子３３ａが分散されている構成のレンズシート３０である。さらに、図１（ｄ）に示すように、基材４３の片面にフレネルレンズ部４２が形成されており、基材４３の内部に酸化亜鉛超微粒子４３ａと光拡散性微粒子４３ｂが分散されている構成のレンズシート４０である。
【００１６】
一般に、高分子基材は、通常、その成形時に酸化防止剤、離型剤等の添加剤が混入される。これらの添加剤は、微生物の影響を受け易くなることが知られており、高温・多湿環境下でカビが発生し易くなる。本発明で用いられる酸化亜鉛超微粒子は、その光触媒効果に起因する、殺菌、防カビ作用を有するので、カビの発生を防止できる。また、酸化亜鉛超微粒子は紫外線吸収剤に替わる紫外線反射剤としても機能することから、電離放射線硬化型樹脂は重合・硬化の際に、その反応を開始させるために、増感剤や紫外線等と相互作用するその他の官能基を含む高分子あるいはそれに類する反応性の基を有する有機物質が含有されているので、長期間使用すると紫外線により生ずる、黄変着色、基材の強度的劣化を防止することができる。
酸化亜鉛超微粒子は、粒径０．１μｍ以下の超微粒子であることが望ましい。また、樹脂基材に練り込む場合は、酸化亜鉛超微粒子を樹脂基材に対して０．０１〜３．０ｗｔ％の範囲の量を練り込むのが好ましい。一方、ハードコート組成物に酸化亜鉛超微粒子添加してハードコート組成物塗料とする場合は、ハードコート樹脂成分に対しての０．１〜２０ｗｔ％の範囲の量を添加するのが望ましい。、
以上説明したように、本発明のレンズシートは、無機物質としての酸化亜鉛超微粒子を添加することにより、防カビ作用および紫外線反射作用を持たせたことを特徴とするものである。
【００１７】
上記防カビ作用および紫外線反射作用を有する無機物質であれば、勿論、酸化亜鉛超微粒子以外に用いることができる。例えば、酸化鉄、酸化チタンなどが挙げられる。
【００１８】
本発明で用いられる透明フィルム基材または光拡散基材は、特に限定されるものではないが、透明フィルム基材はポリエステル樹脂（ＰＥＴ）フィルムを用いるのが好ましい。また、光拡散基材としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル−スチレン共重合樹脂、塩化ビニル樹脂などを使用することができる。
【００１９】
本発明で用いられる電離放射線硬化型樹脂としては、Ｎ―ビニルピロリドンエポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、アクリレート系等の樹脂を使用できる。
【００２０】
本発明における、拡散基材の最外面平坦部に設けるハードコート層としては、一例として紫外線硬化型塗料から形成する。紫外線硬化型塗料は、一般的には皮膜形成成分としてその構造の中にラジカル重合性の二重結合又はエポキシ基を有するポリマー、オリゴマー、モノマー等を主成分とするものであり、その他光重合開始剤や増感剤を含有する。本発明に好ましいものは、皮膜形成成分がアクリレート系の官能基を有する多官能（メタ）アクリレート系の紫外線硬化型塗料を使用することによって、表面硬度、透明性、耐摩擦性、耐擦傷性等に優れたハードコート層を形成することができる。
上記の紫外線硬化型塗料に酸化亜鉛超微粒子を予め配合することにより、ハードコート層内部に酸化亜鉛超微粒子を分散することができる。
【００２１】
紫外線硬化型塗料を塗布する方法は、例えば、ブレードコーティング、ロッドコーティング、ナイフコーティング、リバースロールコーティング、スプレーコーティング、オフセットグラビアコーティング等の任意の塗布方法により上記の拡散層上に塗布されるが、特に塗布厚の精度、塗布表面の平滑性等に優れたグラビアコーティング、グラビアリバースコーティング、リバースロールコーティング、オフセットグラビアコーティング方法等が好適である。
また、ハードコート層を転写層とした転写シートを用いて転写によって形成することもできる
【００２２】
本発明で用いられる光拡散性微粒子としては、粒径１０〜１００μのＳｉＯ₂を主成分とする主に球状形状のガラスビーズや樹脂ビーズを主体に添加することが望ましい。また、必要に応じて、粉末ガラス、微粉砕ガラス繊維、酸化チタン、炭酸カルシウム、二酸化珪素（シリカ）、酸化アルミニウム等の無機微粉末または架橋重合体樹脂微粒子等添加することもできる。
【００２３】
本発明のレンズシートを組み合わせてプロジェクションテレビ用の透過型スクリーンを構成することができる。図２は、本発明の透過型スクリーンの一例を示した斜視図である。図に示すように、本発明の透過型スクリーン５０は、投射側にフレネルレンズシート３０を、出射側にシリンドリカルレンズシート１０を配置したもので、フレネルレンズシート３０は、酸化亜鉛超微粒子３３ａを混入分散したシート基材の片面に電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるフレネルレンズ部３２を形成したものである。一方、シリンドリカルレンズシート１０、透明フィルム基材の片面にシリンドリカルレンズ部１２が形成されており、レンズと反対側の平坦面にレンズシリンドリカルレンズと並行に投映画像が実質的に通過しない領域にストライプ状の遮光層１４を設け、その上に、内部に酸化亜鉛超微粒子１３ａと光拡散性微粒子１３ｂが混入分散されてなる拡散基材が積層されたものである。
【００２４】
上記遮光層は、スクリーンのコントラスト向上を目的として形成されるもので、その形成方法は特に限定されるものではないが、以下、一例として粘着性の紫外線硬化型樹脂が、紫外線の照射によって硬化して非粘着性となることを利用して設ける方法について説明する。
【００２５】
遮光層を形成する方法の一例として、シリンドリカルレンズのレンズ面と反対側の透明フィルム基材平坦面に、紫外線硬化型樹脂層を形成する。レンズ側から紫外線を照射して、前記紫外線硬化型樹脂層に対して各々のシリンドリカルレンズ群を介して、紫外線を垂直に照射して、前記レンズ群によって集光された部分の前記樹脂を硬化させて非粘着性とした後、粘着性の前記樹脂の未硬化部分にのみ黒色の着色剤を付着させることにより遮光層が形成される。
【００２６】
着色剤として黒色微粉体トナーを、未硬化部分にのみに選択的に付着させることもできる。また、黒色のインキ層を設けた転写紙を使用して、黒色インキ層を未硬化部分にのみに選択的に付着させることもできる。
【００２７】
上記の露光プロセスによれば、各シリンドリカルレンズに対しては、レンズ側からレンズシートの全面に平行光を一括的に照射することになる。
従って、形成される遮光層は、実際のシリンドリカルレンズシートへの紫外線の照射による非集光部に対してであり、真に遮光層の形成が必要な箇所、すなわち映像光の通過しない領域に、確実な位置精度で形成できる。
【００２８】
上記の本発明の透過型スクリーンは、酸化亜鉛超微粒子を添加することにより防カビ作用および紫外線反射作用を持たせたことを特徴とするレンズシートから構成されているので、外光等に含まれている紫外線により、レンズシートの黄変着色、基材の強度的劣化を防止でき、さらに高温・多湿環境下でカビの発生を防止し、カビの付着による映像やスクリーンの美観を損ねることもない。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明のレンズシートの防カビ性能についての具体的な実施例について説明する
【００３０】
下記の処方のラジカル重合型樹脂組成物を酢酸エチルにて樹脂固形分が７０ｗｔ％となるように調製した塗料組成物をハードコート樹脂液として使用した。

【００３１】
上記のラジカル重合型樹脂組成物に対して１ｗｔ％の酸化亜鉛超微粒子添加したハードコート組成物塗料を調整した。
【００３２】
厚さ１５０μｍの易接着処理ポリエステル（ＰＥＴ）フィルムの片面に、前記酸化亜鉛超微粒子添加ハードコート組成物塗料をワイヤーバーにて塗布し、溶剤分を蒸発させて厚さ４μｍ前後の塗布層を形成した後、塗膜側より高圧水銀ＵＶランプ（１２０Ｗ／ｃｍ）の紫外線を積算光量約２５０ｍＪ／ｍ²の条件で照射し、硬化処理することにより、酸化亜鉛超微粒子混入ハードコートフィルムを作製した。
【００３３】
次に、使用したＰＥＴフィルム基材と酸化亜鉛超微粒子混入ハードコート層について抗菌試験（黄色ブドウ球菌）を実施した。その結果を表１に示す。菌の数が約２６％増加しているのに対し、酸化亜鉛超微粒子混入ハードコート層では初期状態における菌生存数が１０⁴オーダー低いことに加え、菌の数も約６８％減少していることがわかった。
【００３４】
そこで、上記の酸化亜鉛超微粒子混入ハードコート組成物塗料を、拡散剤混入基材の片面に上記と同一の条件でハードコート層を設け、ハードコート層と反対面をシリンドリカルレンズシートの平坦面に重ね合わせ積層した、図１（ｂ）に示す構成のレンズシートを作製し、高温・多湿環境下で長期間放置してカビ発生試験を行ったが、カビの発生は認められなかった。しかし、比較として、酸化亜鉛超微粒子を混入していない以外は上記と同様の構成のレンズシートにはカビの発生が認められた。したがって、本発明のレンズシートを用いた透過型スクリ−ンは、防カビ性能を有することが確認できた。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも１層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トのいずれかの層の内部に、少なくとも酸化亜鉛超微粒子が分散させたことで、防カビ作用および紫外線反射作用を持たせたので、レンズシ−トおよびそのレンズシートを用いた透過型スクリーンは、カビ発生や黄変着色、強度劣化等を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズシートの一例を示した模式断面図である。
【図２】本発明のレンズシートを用いた透過型スクリーンの構成の一例を示した模式斜視図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０、４０・・・レンズシート
１１・・・透明フィルム基材
１２、２２・・・シリンドリカルレンズ部
１３、２３、３３、４３・・・基材
１３ａ、２４ａ、３３ａ、４３ａ・・・酸化亜鉛超微粒子
１３ｂ、２３ｂ、４３ｂ・・・光拡散微粒子
１４・・・遮光層
２４・・・ハードコート層
３２、４２・・・フレネルレンズ部
５０・・・透過型スクリーン

Claims (5)

1. 少なくとも１層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トにおいて、
   前記レンズ部がシリンドリカルレンズであって、かつ前記基材が、透明フィルム基材上に、内部に光拡散性微粒子が分散されてなる拡散基材が積層された構成であり、該拡散基材の内部に、樹脂基材に対して０．０１〜３．０ｗｔ％の量の粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とするレンズシ−ト。
2. 少なくとも１層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トにおいて、
   前記レンズ部がシリンドリカルレンズであって、かつ前記基材が、透明フィルム基材上に、内部に光拡散性微粒子が分散されてなる拡散基材が積層され、該拡散基材の最外面平坦部にハードコート層が形成された構成であり、
   該ハードコート層の内部に、ハードコート樹脂成分に対しての０．１〜２０ｗｔ％の量の粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とするレンズシ−ト。
3. １層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トにおいて、
   前記レンズ部がフレネルレンズであって、前記基材内部に樹脂基材に対して０．０１〜３．０ｗｔ％の量の粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛超微粒子が分散されていることを特徴とするレンズシ−ト。
4. １層から構成される基材の片面に、電離放射線硬化型樹脂の硬化物からなるレンズ部が形成されてなるレンズシ−トにおいて、
   前記レンズ部がフレネルレンズであって、前記基材内部に樹脂基材に対して０．０１〜３．０ｗｔ％の量の粒径０．１μｍ以下の酸化亜鉛超微粒子と、光拡散性微粒子が分散されていることを特徴とするレンズシ−ト。
5. 請求項１または２から選択されるレンズシ−トと、請求項３または４から選択されるレンズシ−トとを組み合わせてなることを特徴とする透過型スクリーン。

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