JP4645873B2 - 凹凸フィルムの製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材フィルム表面の紫外線硬化樹脂に所定形状を転写して得られる凹凸フィルムの製造方法及びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、紫外線硬化樹脂に型ロール表面の凹凸形状を転写成形し、表面に所定の凹凸形状を備えたシートやフィルムを得る技術が、例えば、特開平4−356746号、特開平5−314545号、特開平5−325272号、特開平6−47806号、特開平7−32476号、特開平11−300768号公報などで開示されている。
例えば、特開平5−314545号、特開平5−325272号には、図6に示したような基板製造装置が記載されている。まず、この構成では、ヒータ102により加熱した紫外線硬化樹脂104を樹脂供給ローラ101によりシート状基板103に塗布する。この基板103を、ニップローラ105とロール状スタンパー106との間を通過させて、ロール状スタンパー106に沿って密着させる。このとき、紫外線ランプ107から紫外線を照射することにより、基板103上の紫外線硬化樹脂104を硬化させ、スタンパー106表面の凹凸パターンの転写された紫外線硬化樹脂層109を得る。ついで、バックローラ108により、基板103をロール状スタンパー106から剥離する。これにより、所望のパターンが転写された紫外線樹脂層109を持つ基板103を連続して製造する。この基板は、光学情報記録媒体用基板として用いられる。
一方、特開平4−356746号には、図7に示したようなシート製造装置が記載されている。この構成では、紫外線透過材料からなるべ一スフィルム110上に樹脂塗布ロール111により紫外線硬化樹脂層を形成する。この樹脂層が形成されたべースフィルム110を、圧胴113と、表面に情報信号が刻設されている版胴114との間を1/2周以上通過させ、同時に紫外線光源112、115から紫外線を照射する。これにより、ベースフィルム110上の樹脂層に、所望の信号を連続転写することができる。
前述の方法は、いずれも紫外線硬化樹脂を金型ロール106あるいは版胴114の表面の凹凸に密着した状態で硬化するため、凹凸フィルムの表面凹凸は型ロールの表面凹凸により決定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図2(b)に示すように、大きな四角錐とその斜面に沿って小さな球面が重なったような複合凹凸をフィルム上に成形しようとした場合、型ロールの表面に前記複合凹凸の反転形状を形成しなければならない。四角錐あるいは球面のみの凹凸を型ロールの表面に形成することは容易であるが、複合凹凸を形成することは大変困難である。
本発明は、複合凹凸形状を有する型ロールを用いることなく、複合凹凸形状を有する凹凸フィルムを製造する方法及びその製造装置を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、
〔1〕基材フィルムに紫外線硬化樹脂が接触した後あるいは同時に、前記紫外線硬化樹脂が接触した前記基材フィルムを、前記紫外線硬化樹脂面側に配した主型ロールと、前記基材フィルム面側に配した押型ロールで挟み込み、その後、前記基材フィルムを前記紫外線硬化樹脂を介して前記主型ロールに沿わせながら紫外線硬化樹脂を硬化した後、前記主型ロ一ルから剥離するフィルムの製造方法において、主型ロール及び前記押型ロ一ルの表面に凹凸を設けたことを特徴とする凹凸フィルムの製造方法である。
〔2〕前記主型ロールの表面と前記押型ロールの表面で、それぞれの凹凸の形状あるいはパターンが相異なることを特徴とする上記〔1〕に記載の凹凸フィルムの製造方法である。
〔3〕前記押型ロールを、金属の表層に弾性体層を設けた構造とし、前記金属表層に凹凸を設けたことを特徴とする上記〔1〕又は〔2〕に記載の凹凸フィルムの製造方法である。
また、本発明は、
〔4〕紫外線硬化樹脂を成形すべき凹凸形状が表面に刻まれた主型ロールと、前記樹脂を前記主型ロールに押圧するために、前記主型ロールに対向する位置に配置された表面に凹凸を設けた押型ロールと、前記主型ロールと押型ロールとを回転させる駆動機構と、前記主型ロールと押型ロールとの間に基材フィルムを供給する供給機構と、前記供給機構によって供給される前記基材フィルム上に前記紫外線硬化樹脂の層を塗布する塗布機構と塗布された前記紫外線硬化樹脂の層を硬化させる紫外線光源を有し、前記基材フィルムに紫外線硬化樹脂層を塗布した後に、前記紫外線硬化樹脂面側に配した主型ロールと、前記基材フィルム面側に配した押型ロールで挟み込み、その後、前記基材フィルムを前記紫外線硬化樹脂を介して前記主型ロールに沿わせながら紫外線光源により紫外線硬化樹脂を硬化した後、前記主型ロ一ルから剥離し、得られる凹凸フィルムを巻き取る巻き取り機構を備える凹凸フィルムの製造装置である。
【0005】
【発明の実施の形態】
図面を用いて、本発明について説明する。
図1は本発明による一実施の形態の図であり、凹凸フィルムの製造装置の概要を示す。
以下に製造方法及び製造装置をプロセスに沿って図1を用いて説明する。図1において、基材フィルム供給ロール(図示せず)から送られてきた基材フィルム1は、樹脂供給ヘッド2aにより紫外線硬化樹脂3が塗布される。紫外線硬化樹脂3が塗布された基材フィルム1は、主型ロール5へ押型ロール4で押し付けられ、主型ロール5に密着した状態で紫外線光源を有する紫外線照射装置6より発せられる紫外線の照射により硬化する。硬化後、剥離ロール7で支持されながら主型ロール5から剥離される。
【0006】
紫外線硬化樹脂3が塗布された基材フィルム1が主型ロール5と押型ロール4で挟み込まれているとき、図2(a)に示すように、紫外線硬化樹脂3が主型ロール5側に配されるため、紫外線硬化樹脂3は主型ロール5の表面形状に成形される。また、押型ロール4は、基材フィルム1を変形させ、紫外線硬化樹脂3は基材フィルム1すなわち押型ロール4の表面形状に沿った形状となる。この後、押型ロール4を離れ、紫外線照射装置6の紫外線照射で紫外線硬化樹脂3は硬化されるが、基材フィルム1と紫外線硬化樹脂3および主型ロール5は密着しているため、成形時の形状を保持した状態で硬化される。離型後、基材フィルム1は成形前の平滑面に戻り、紫外線硬化樹脂の表面に押型ロール4の表面形状に沿った反転形状が現れる。よって、凹凸フィルムの紫外線硬化樹脂面の表面形状は、図2(b)に示すように、主型ロール5の表面と押型ロール4の表面それぞれの反転形状が重なり合う形状となる。
尚、硬化前の紫外線硬化樹脂3は流動性があるため、硬化後の紫外線硬化樹脂表面に主型ロール5の表面形状が忠実に転写されるが、押型ロール4の表面形状は、基材フィルム1の弾性等の影響により、角部にR(丸み、曲率)が付いたり、高さが低くなる等形状が平坦化される傾向にある。平坦化の度合いは、基材フィルム1の厚さや剛性、紫外線硬化樹脂層の厚さ、主型ロール5と押型ロール4の径や表面硬度により異なり、主型ロール5への押型ロール4の押し付け力で制御できる。押型ロール4は、主型ロール5への押し付け力で平坦化度合いを制御するとともに、紫外線硬化樹脂層の膜厚制御と気泡除去を担っている。平坦化度合いの制御を独立に行うため、図4に示すように、膜厚制御および気泡除去用の取込押ロール8を設けてもよい。
また、紫外線硬化樹脂の供給は、図5に示すように、樹脂供給ヘッド2bより主型ロール5に行ってもよい。
また、主型ロール5の表面を鏡面とし、押型ロール4の表面凹凸形状のみを転写してもよい。また、主型ロール5と押型ロール4を同じ直径としてもよい。
【0007】
【実施例】
本発明について図1を実施の形態の例として説明する。
基材フィルム1として、紫外線硬化樹脂3との接着性を向上させるために表面に厚さ0.1μmの接着促進物質層を塗布した幅430mm、厚さ50μm、長さ約1000mのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。基材フィルム1として、この他にポリカーボネートやアクリル等他の材料を用いることもできる。紫外線硬化樹脂は、粘度0.4Pa・sのアクリル樹脂系のものを用いたが、エポキシ樹脂系等の樹脂を用いることもでき、粘度は0.1〜5Pa・sの範囲のものが適している。
押型ロール4としては、直径50mmの鉄心の表面を厚さ5mmのゴム層で覆い、ゴム層表面には、先端角が120度の砥石でメッシュ状に線を彫り、高さが約0.3mmの四角錐が形成されたものを用いた。図3(a)にゴム層表面の形状の概念図を示す。ゴムは、材質がNBR(アクリロニトリル・ブタジエン・コポリマー)を用いたが、シリコンやウレタン等他の材料を用いることもできる。ゴムの硬度は70度以上であることが望ましく、本実施例では90度を用いた。
主型ロール5としては、直径130mm、ステンレス製で、表面にサンドブラストを施し、表面は、図3の(b)と(c)に示すような球状の窪みで敷き詰められている。窪みは、直径が0〜50μm、深さが0〜約10μmの範囲のものが不規則に存在する。また、窪みの位置も不規則で、(c)のように重なり合うものもある。
また、剥離ロール7は、押型ロールと同じ構成でゴムの表面を平滑にしたものを用いた。紫外線照射装置6の紫外線を照射する開口部の大きさは、基材フィルム1の搬送方向が100mm、幅方向が480mmである。
【0008】
(実施例2)
実施例1では、押型ロール4の表面をゴム層とし、ゴムの表面に四角錐形状を形成したが、その加工精度は四角の底面の一辺が最低でも1mm前後必要であった。形状を微細化するために、押型ロール4として、ステンレスに厚さ200μmの銅メッキを施し、ダイヤモンドのバイトで四角錐を形成した後、厚さ約3μmとなるようニッケルメッキをしたものを用いて実施した。この場合、押型ロール4と主型ロール5ともに金属であり、当りによる破損を避けるため、基材フィルム1の厚さを厚くして、125μmと188μmを用いた。押型ロール4の表面の四角錐は、先端角が168度のダイヤモンドのバイトでメッシュ状に線をピッチが49.5μmで彫り、高さが約2.6μmの四角錐とした。
【0009】
(実施例3)
押型ロール4として、実施例2のものの表面にゴム層を3mm付し、ゴム表面を平滑に研磨したものを用いた。これにより、基材フィルム1の厚さを50μmにすることができた。ゴム層の厚さは、押型ロール4を主型ロール5に押し付けた時、四角錐がゴム層表面に浮き出てくる程度の厚さ及び硬度である必要があり、本実施例では厚さ3mm、硬度90度のものを用いた。
【0010】
(実施例4)
図4に示す実施の形態の例について説明する。取込押ロール8としては、直径50mmの鉄心の表面を厚さ5mmのゴム層で覆い、ゴム層表面は平滑にしたものを用いた。ゴムは、材質をNBR(アクリロニトリル・ブタジエン・コポリマー)としたが、シリコンやウレタン等他の材質を用いることもできる。ゴムの硬度は70度以上であることが望ましく、本実施例では90度を用いた。他の構成部材は実施例1及び実施例2と同様のものを用いた。
【0011】
【発明の効果】
本発明によれば、紫外線硬化樹脂を硬化させることにより所定の凹凸形状を備えたフィルムを製造する装置であって、表面に単純凹凸を備えた型ロールの組合わせで複合凹凸形状を形成する凹凸フィルムを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の凹凸フィルム製造装置の一例を示す概略図である。
【図2】 本発明の凹凸フィルムの一例の概念を示す断面図である。
【図3】 本発明の凹凸フィルム製造に用いる型の表面形状の例を示す概略図である。
【図4】 本発明の凹凸フィルム製造装置の一例を示す概略図である。
【図5】 本発明の凹凸フィルム製造装置の一例を示す概略図である。
【図6】 従来技術の凹凸フィルム製造装置を示す概略図である。
【図7】 従来技術の凹凸フィルム製造装置を示す概略図である。
【符号の説明】
1.基材フィルム 2.樹脂供給ヘッド
3.紫外線硬化樹脂 4.押型ロール
5.主型ロール 6.紫外線照射装置
7.剥離ロール 8.取込押ロール
101.樹脂供給ローラ 102.ヒータ
103.シート基板 104.紫外線硬化樹脂
105.ニップローラ 106.金型ロ−ラ
107.紫外線ランプ 108.バックローラ
109.紫外線硬化樹脂 110.ベースフィルム
111.樹脂塗布ロール 112.紫外線光源1
113.圧胴 114.版胴
115.紫外線光源
Claims (4)
- 基材フィルムに紫外線硬化樹脂が接触した後あるいは同時に、前記紫外線硬化樹脂が接触した前記基材フィルムを、前記紫外線硬化樹脂面側に配した主型ロールと、前記基材フィルム面側に配した押型ロールで挟み込み、その後、前記基材フィルムを前記紫外線硬化樹脂を介して前記主型ロールに沿わせながら紫外線硬化樹脂を硬化した後、前記主型ロ一ルから剥離するフィルムの製造方法において、前記主型ロール及び押型ロ一ルの表面に凹凸を設けたことを特徴とする凹凸フィルムの製造方法。
- 前記主型ロールの表面と前記押型ロールの表面で、それぞれの凹凸の形状あるいはパターンが相異なることを特徴とする請求項1に記載の凹凸フィルムの製造方法。
- 前記押型ロールを、金属の表層に弾性体層を設けた構造とし、前記金属表層に凹凸を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の凹凸フィルムの製造方法。
- 紫外線硬化樹脂を成形すべき凹凸形状が表面に刻まれた主型ロールと、前記樹脂を前記主型ロールに押圧するために、前記主型ロールに対向する位置に配置された表面に凹凸を設けた押型ロールと、前記主型ロールと押型ロールとを回転させる駆動機構と、前記主型ロールと押型ロールとの間に基材フィルムを供給する供給機構と、前記供給機構によって供給される前記基材フィルム上に前記紫外線硬化樹脂の層を塗布する塗布機構と塗布された前記紫外線硬化樹脂の層を硬化させる紫外線光源を有し、前記基材フィルムに紫外線硬化樹脂層を塗布した後に、前記紫外線硬化樹脂面側に配した主型ロールと、前記基材フィルム面側に配した押型ロールで挟み込み、その後、前記基材フィルムを前記紫外線硬化樹脂を介して前記主型ロールに沿わせながら紫外線光源により紫外線硬化樹脂を硬化した後、前記主型ロ一ルから剥離し、得られる凹凸フィルムを巻き取る巻き取り機構を備える凹凸フィルムの製造装置。
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