JP4970975B2 - 光学シート用成形体の製造方法、光学シート用成形体の製造装置、及び光学シート用成形体 - Google Patents

光学シート用成形体の製造方法、光学シート用成形体の製造装置、及び光学シート用成形体 Download PDF

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Description

本発明は、光学シート用成形体に係り、特に、可撓性支持体の表面に微細で精密な凹凸パターンが形成されたエンボス層を有する光学シート用成形体の製造方法及び製造装置に関する。
可撓性支持体の表面に凹凸パターンが形成されたエンボス層を有する光学シートは、例えば液晶モニタのバックライトユニットを構成するプリズムシートや、液晶表示板やCRT等の最表面に配置される反射防止性能を発現させるためのアンチグレアフィルムとして使用することができる。このような微細な凹凸パターンを精密に形成するのはかなりの困難を伴う。特に上記のアンチグレアフィルムに使用される光学シートのエンボス層の凹凸パターンは高い精度が要求されるため低コストで生産するのが難しい。
エンボス層を有する光学シートを形成するための方法としては、連続プレス法により所定長さに裁断された枚葉のシート状の可撓性支持体にプレス手段で凹凸パターンが反転したエンボスパターンを有する型を押し当て、シートにエンボスパターンを転写させる方法がある。しかしながら、この連続プレス法は加熱・加圧工程がバッチ方式で行われるため、生産性に劣る。このため、エンボスロールを用いて、帯状の連続した可撓性支持体にエンボスパターンを転写して長尺の光学シート用成形体を作製し、この成形体を所定長さに裁断して光学シートを作製するロール成形法が提案されている。例えば、加熱ロールを使用し、シートの基材となる可撓性支持体の表面そのものを変形する方法や、紫外線硬化型樹脂からなる樹脂層にエンボスロールのエンボスパターンを転写しながら、紫外線を照射し樹脂層を固化させる方法等が知られている(例えば、特許文献1及び2)。
上記ロール成形法ではエンボスパターンが形成されたエンボスロールが必要となる。このようなエンボスロールを作製する方法としては、ロール基材の表面を切削、機械彫刻、化学的なエッチングあるいはレーザ彫刻等することにより直接加工する方法や、ロール状の元型に感光性樹脂層を形成し、これを露光、エッチングした後、電鋳することによりエンボスパターンが形成された金属層を得、この金属層を支持ロールで支持することによりエンドレスロールを作製する方法が提案されている(例えば、特許文献3)。
上記のようにロール基材表面に直接エンボスパターンを形成したり、ロール状の金属層を形成するには大掛かりな装置を必要とする。また、エンボスロールは長期間使用されると、残留樹脂等がロールに付着するため定期的なメンテナンスが必要となるが、エンドレスロールではメンテナンス時にロール状の金属層全体を支持ロールから取り外す作業が必要となるだけでなく、メンテナンスに使用されるアッシング装置も大型化するため、高コストとなる。さらに、プリズムシートやアンチグレアフィルム等に使用される光学シートは所定の光学特性を満足するために微細な凹凸パターンを非常に精密に形成することが要求されることから、ロール基材上への直接の微細加工が困難なのが現状である。
このため、特許文献1及び2では、所定のエンボスパターンを有する平板状金型を作製し、この平板状金型をロール基材の表面に取り付けたエンボスロールを使用してロール成形法により光学シート用成形体を製造している。
特開2005−35099号公報 特開2003−25431号公報 特開2005−35119号公報
ところが、平板状金型をロール基材に取り付けてエンボスロールを作製する場合、エンボスパターンを転写するエンボスパターン部間に不連続な平板状金型の継ぎ目部が不可避的に発生する。
図7は、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールを用いてロール成形法により光学シート用成形体を製造するための製造装置100を示す図である。この製造装置100は、可撓性支持体110を所定の速度で連続搬送する送り出しロール101aと、巻き取りロール101bとからなる搬送部と、紫外線等の活性エネルギー線によって硬化する活性エネルギー線硬化型樹脂層111(以下、単に樹脂層ということがある)を搬送される可撓性支持体110上に形成する塗布部102と、上記樹脂層111にエンボス層を形成する転写部103とから構成されている。このような製造装置100においては、転写部103において、塗布部102で形成された樹脂層111にロール基材104の表面に平板状金型105が取り付けられたエンボスロール106を押し当てて樹脂層111に成型層112を形成し、樹脂層111が成型された成型層112に照射手段107から活性エネルギー線Eを照射して成型層112を硬化することによりエンボス層が形成される。従って、転写部103において、未硬化状態の樹脂層111にエンボスロール106が押し当てられるため、平板状金型105が取り付けられたエンボスロール106が用いられると、平板状金型105のエンボスパターン部だけでなく、幅及び深さの大きな継ぎ目部108にも未硬化の樹脂が入り込み、継ぎ目部108の形状も樹脂層111に転写される。
図8は、平板状金型を取り付けたエンボスロールを用いてロール成形法により作製された光学シート用成形体200を示す概略図であり、同図(a)は平面図、同図(b)はそのX−X断面図である。上記のような継ぎ目部108を有するエンボスロール106を用いてエンボス層201が形成された場合、幅及び深さの大きな継ぎ目部108が転写された突出領域203は、エンボスパターン部が転写されたエンボス領域202よりも盛り上がって形成される。このため、長尺の成形体を形成する場合、この継ぎ目部108が転写される領域に突起が生じ、それによってエンボス層201の厚みムラが発生する。そして、連続した成形体がロール状に巻き取られると、上記突出領域203がロールの半径方向に突出することとなる。この結果、突出領域203での空気の噛みこみによりロール状の成形体が変形してしわが発生するだけでなく、ロール状に成形体が巻かれたときに隣接層間で上記の継ぎ目部108の転写によって形成された突出領域203と対向する可撓性支持体110の裏面に変形が生じ、それが表面のエンボス層201の変形をもたらし、光学特性の劣化を招くこととなる。
このような継ぎ目部108での転写を防止するため、特許文献1及び2では、平板状金型を継ぎ目部108が生じないように接合したり、平板状金型をレーザ溶接等により接合した後、研磨加工等により接合部の盛り上がりを修正することが提案されている。
しかしながら、平板状金型が形成された基板を機械的に裁断する場合、接合端面の平行度が低くなる。このため、継ぎ目部が生じないように接合することが難しい。また、光学シート用成形体では隣接するエンボス領域の凹凸パターンが平行に形成されている必要があるため、平板状金型をロール基材に取り付ける際、平板状金型の端面の平行度よりも接合部のエンボスパターンの平行度を一致させる必要がある。このため、平板状金型の接合端面が精度良く平行に形成された場合でも、エンボスパターン部が平行となるように平板状金型が取り付けられると、接合端面は必ずしも平行とならず、隙間が生じるため継ぎ目部の発生を防止することができない。さらに、エンボスロール作製時に継ぎ目部にメッキ等の埋込み材を配設し、エンボスパターン部と継ぎ目部との段差を低減することも考えられるが、エンボスパターンの凹凸は微細であるため平板状金型の全幅にわたり埋込み材の高さをエンボスパターン部の高さと一致させて形成することは困難であり、またロール成形法ではエンボスロールが長時間連続して使用されるため埋込み材の剥れも発生しやすい。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、平板状金型を取り付けたエンボスロールを使用してロール成形法により凹凸パターンが形成されたエンボス層を有する光学シート用成形体を製造する場合に、平板状金型の継ぎ目部に起因する転写欠陥を回避し、低コストで連続的に光学シート用成形体を製造することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明者等は光学シート用成形体の製造方法、及び光学シート用成形体の製造装置ついて鋭意検討した結果、以下のようにすれば上記目的を解決できることを見いだし、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、可撓性支持体の少なくとも一方の主面上にエンボス層を有する光学シート用成形体の製造方法であって、
連続搬送される前記可撓性支持体上に活性エネルギー線硬化型樹脂層を形成する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布された前記活性エネルギー線硬化型樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射して前記活性エネルギー線硬化型樹脂層を部分的に硬化させたミラー領域を長手方向に間欠的に形成する前硬化工程と、
前記ミラー領域と、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に前記エンボスロールを押圧して成型層を形成し、前記成型層に活性エネルギー線を照射して前記成型層を硬化することによりエンボス領域を形成する転写工程と、を有する光学シート用成形体の製造方法である(請求項1)。
前記請求項1の製造方法の転写工程において、第1検知手段により前記継ぎ目部、前記ミラー領域のいずれかまたは両方を検知することが好ましい(請求項2)。
また、前記請求項2の製造方法の前硬化工程において、前記ミラー領域は、回転駆動するベルトのスリットから活性エネルギー線を前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に照射することにより形成されてもよい(請求項3)。
またさらに、前記請求項3の製造方法の前硬化工程において、第2検知手段により前記ベルトのスリット位置を検知することが好ましい(請求項4)。
また、前記請求項2の製造方法の前硬化工程において、前記ミラー領域は、固定マスクのスリットから活性エネルギー線を照射することにより形成されてもよい(請求項5)。
さらに、前記請求項2の製造方法の前硬化工程において、前記ミラー領域は、スリットを有する回転ロールに前記連続搬送される可撓性支持体を押し当て、前記回転ロールの内部から前記スリットを介して前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に活性エネルギー線を照射することにより形成されてもよい(請求項6)。
また、本発明は、可撓性支持体の少なくとも一方の主面上にエンボス層を有する光学シート用成形体の製造装置であって、
前記可撓性支持体を連続搬送する搬送部と、
前記連続搬送される可撓性支持体上に活性エネルギー線硬化型樹脂層を形成する塗布部と、
前記塗布部で塗布された前記活性エネルギー線硬化型樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射して前記活性エネルギー線硬化型樹脂層を部分的に硬化させたミラー領域を長手方向に間欠的に形成する前硬化部と、
前記ミラー領域と、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に前記エンボスロールを押圧して成型層を形成し、前記成型層に活性エネルギー線を照射して前記成型層を硬化することによりエンボス領域を形成する転写部と、を有する光学シート用成形体の製造装置である(請求項7)。
上記請求項7の製造装置において、前記転写部は、前記継ぎ目部、前記ミラー領域のいずれかまたは両方を検知する第1検知手段をさらに有することが好ましい(請求項8)。
また、前記請求項8の製造装置において、前記前硬化部は、スリットを有するベルトと、前記ベルトを回転駆動する駆動ロールと、前記スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段と、を有してもよい(請求項9)。
前記請求項9の製造装置において、前記前硬化部は、前記ベルトのスリット位置を検知する第2検知手段をさらに有することが好ましい(請求項10)。
また、前記請求項8の製造装置において、前記前硬化部は、スリットを有する固定マスクと、前記スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段と、を有してもよい(請求項11)。
さらに、前記請求項8の製造装置において、前記前硬化部は、活性エネルギー線を透過するスリットを有する回転ロールと、前記スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段と、を有してもよい(請求項12)
上記請求項1の製造方法及び請求項7の製造装置によれば、転写部より上流の前硬化部において、予め樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射することにより部分的に樹脂層を硬化させたミラー領域を長手方向に間欠的に形成し、エンボス領域が形成される転写部において、前記ミラー領域と、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、樹脂層にエンボスロールを押圧して樹脂層に成型層を形成し、成型層を硬化することによりエンボス領域が形成される。このため、転写部で樹脂層にエンボスロールが押し付けられた場合でも、エンボスロール上の平板状金型の継ぎ目部と対向する領域は硬化されたミラー領域が形成されているため、継ぎ目部の形状が樹脂層に転写されない。従って、未硬化の樹脂が継ぎ目部に入り込まず、エンボス領域間での突出領域の発生を防止することができる。これにより、安価に作製できる平板状金型を使用したロール成形法により転写欠陥のない光学シート用成形体を製造することができる。
また、請求項2の製造方法及び請求項8の製造装置によれば、上記転写部において、平板状金型の継ぎ目部を被検知部として第1検知手段により検知すれば、継ぎ目部が直接検知される。このため、この継ぎ目部の位置情報を第1検知信号として利用すれば、転写部で継ぎ目部に対向する領域にミラー領域を前硬化部で精度よく形成することができる。また、製造初期に継ぎ目部とミラー領域とが一致するように形成されていれば、前硬化部において形成されたミラー領域を第1検知手段で検知する被検知部として利用できる。このため、第1検知手段でミラー領域のみを検知し、このミラー領域の位置情報を第1検知信号として利用すれば、転写部で継ぎ目部に対向する領域にミラー領域を前硬化部において精度よく形成することができる。さらに、第1検知手段により継ぎ目部とミラー領域の両方を検知すれば、両者の位置ずれ量を検出できるため、この位置ずれ量を補正するよう前硬化部でミラー領域が形成される領域を制御できる。このため、転写部で継ぎ目部に対向する領域にミラー領域を前硬化部で精度よく形成することができる。この結果、製造途中でエンボスロールの回転速度及び可撓性支持体の搬送速度の変化や、可撓性支持体のずれ等が生じ、継ぎ目部とミラー領域とが一致しなくなった場合でも、容易に両位置を一致させるように制御することができ、転写部で、ミラー領域と、エンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、樹脂層にエンボスロールを押圧することができる。
請求項3の製造方法及び請求項9の製造装置によれば、前硬化部がスリットを有するベルトと、ベルトを回転駆動する駆動ロールと、スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段とを有しているから、回転駆動されるベルトのスリット位置を移動させることによりミラー領域を形成する領域を制御できる。このため、高速で可撓性支持体が搬送される場合でも、第1検知信号に基づきベルトの回転速度、可撓性支持体の搬送速度のいずれかまたは両方を制御することにより、継ぎ目部が形成される領域に精度良くミラー領域を形成することができる。また、製造途中でエンボスロールの回転速度、可撓性支持体の搬送速度及び駆動ロールの回転速度の変化や、可撓性支持体及びベルトのずれ等が生じ、継ぎ目部とミラー領域とが一致しなくなった場合でも、容易に両位置を一致させるように制御することができる。
請求項4の製造方法及び請求項10の製造装置によれば、前硬化部がさらにベルトのスリット位置を検出する第2検知手段を有しているため、第2検知手段で検知されるスリット位置の位置情報を第2検知信号として出力し、第1検知信号と第2検知信号とを比較することにより、ベルトの回転速度、可撓性支持体の搬送速度のいずれかまたは両方を制御することができる。これにより、転写部で継ぎ目部に対向する領域にミラー領域を前硬化部でさらに精度よく形成することができる。また、製造途中でエンボスロールの回転速度、可撓性支持体の搬送速度及び駆動ロールの回転速度の変化や、可撓性支持体及びベルトのずれ等が生じ、継ぎ目部とミラー領域とが一致しなくなった場合でも、容易に両位置を一致させるように制御することができる。
請求項5の製造方法及び請求項11の製造装置によれば、前硬化部は、スリットを有する固定マスクと、スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段とを有しているから、第1検知信号に基づき活性エネルギー線の照射間隔を制御することによりミラー領域を形成する領域を制御できる。
請求項6の製造方法及び請求項12の製造装置によれば、前硬化部は、スリットを有する回転ロールと、回転ロール内部にスリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段とを有しているから、第1検知信号に基づき回転ロールの回転速度、可撓性支持体の搬送速度のいずれかまたは両方を制御することにより、ミラー領域を形成する領域を制御できる。
そして、上記製造方法によって得られる光学シート用成形体によれば、平板状金型がロール基材に取り付けられたエンボスロールを用いてロール成形法により連続して可撓性支持体上にエンボス層が形成されても、転写部で平板状金型の継ぎ目部とミラー領域とが一致する状態で樹脂層が押圧されるため、樹脂層への継ぎ目部の転写を防止できる。このため、継ぎ目部に対応する領域でのエンボス層の盛り上がりが低減され、厚みムラのないエンボス層が形成される。この結果、変形が小さく、しわの少ないロール状の成形体が得られる。また、ロール状に成形体が巻かれたときに、隣接層間で上記の継ぎ目部の転写領域と対向する可撓性支持体の裏面の変形も防止されるから、隣接層のエンボス層の変形も抑えられる。従って、転写欠陥のない光学シート用成形体を製造することができる。
本発明によれば、平板状金型を取り付けたエンボスロールを使用してロール成形法により凹凸パターンが形成されたエンボス層を有する光学シート用成形体を製造する場合に、平板状金型の継ぎ目部に起因する転写欠陥を回避することができ、低コストで連続的に光学シート用成形体を製造することができる。
まず、本発明の製造方法の基本構成について説明する。本発明は可撓性支持体の少なくとも一面側に凹凸パターンが形成されたエンボス層を有する光学シート用成形体の製造方法であって、連続搬送される可撓性支持体上に活性エネルギー線硬化型樹脂層を形成する塗布工程と、塗布工程で塗布された活性エネルギー線硬化型樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射して活性エネルギー線硬化型樹脂層を部分的に硬化させたミラー領域を長手方向に間欠的に形成する前硬化工程と、ミラー領域と、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、活性エネルギー線硬化型樹脂層にエンボスロールを押圧して成型層を形成し、成型層に活性エネルギー線を照射して成型層を硬化することによりエンボス領域を形成する転写工程と、を有することを特徴とする。
上記製造方法においては、まず塗布工程で連続搬送される可撓性支持体上に活性エネルギー線硬化型樹脂層が形成される。可撓性支持体としては光学シート用の基材として従来公知のものを使用することができる。一般的には各種合成樹脂からなる可撓性フィルムが挙げられる。具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアラミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。中でも光学的性質、機械的強度、寸法安定性、耐熱性、価格等の点からポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく、特に2軸延伸したポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。可撓性支持体の厚さとしては特に制限はなく、用途に合わせて、通常3〜200μmのものが用いられる。活性エネルギー線硬化型樹脂としては、紫外線、赤外線、可視光線、エックス線または電子線等の活性エネルギー線の照射により硬化する樹脂が挙げられる。このような活性エネルギー線硬化型樹脂としては従来公知のものを用いることができる。中でも、硬化性が良好な2官能以上の樹脂が好ましい。具体的には、例えば、アクリル酸、アクリル酸エステル、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル、メタクリル酸アミド類、アリル化合物、ビニルエーテル、ビニルエステル類等が挙げられ、これらは単独でまたは複数を組み合わせて用いてもよい。また、必要に応じて光開始剤を使用してもよい。例えば、紫外線または可視光線を活性エネルギー線として硬化反応に使用する場合においては光開始剤が必要とされる。このような光開始剤としては従来公知の光ラジカル重合剤を用いることができる。光ラジカル重合剤としては、具体的には、例えば、ベンジル、ビアセチル等のα−ジケトン類;ベンゾイン等のアシロイン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のアシロインエーテル類;チオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、チオキサントン−4−スルホン酸等のチオキサントン類;ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類;ミヒラーケトン類;アセトフェノン、2−(4−トルエンスルホニルオキシ)−2−フェニルアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、α,α’−ジメトキシアセトキシベンゾフェノン、2,2’−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、p−メトキシアセトフェノン、2−メチル[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン等のアセトフェノン類;アントラキノン、1,4−ナフトキノン等のキノン類;フェナシルクロリド、トリハロメチルフェニルスルホン、トリス(トリハロメチル)−s−トリアジン等のハロゲン化合物;アシルホスフィンオキシド類;ジ−t−ブチルパーオキサイド等の過酸化物等が挙げられる。これらは単独でまたは複数を組み合わせて用いてもよい。
また、活性エネルギー線の照射を可撓性支持体を介して行う場合には、可撓性支持体を透過する活性エネルギー線の波長に応じた光開始剤を使用することが好ましい。例えば、可撓性支持体としてポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムが用いられる場合には、イルガキュア369、819、907(チバガイギー社製)等のそれぞれの可撓性支持体の吸収波長と重ならないような波長領域で吸収をもつ光開始剤を使用することが好ましい。
樹脂層には、上記活性エネルギー線硬化型樹脂及び光開始剤以外に、剛性、耐磨耗性、屈折率、導電性等の各種機能を付与するために必要に応じて、有機、無機の従来公知の粉末が添加されてもよい。なお、これらの粉末の粒子径はエンボス層の厚さ未満が好ましい。
樹脂層は、上記のような活性エネルギー線硬化型樹脂、必要に応じて光開始剤、粉末及び溶剤を混合し、これを塗布手段によって可撓性支持体上に塗布することにより形成される。塗布方法としては、従来公知のロールコート法、グラビアコート法、ダイコート法、ディップコート法、カーテンコート法等が挙げられる。
次に、前硬化工程において上記のようにして形成された樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射し、樹脂層が部分的に硬化したミラー領域を継ぎ目部と同間隔で長手方向に間欠的に形成する。また、ミラー領域を形成するにあたっては、後述する転写工程においてエンボスロール上の所定位置を第1検知手段により検知し、この第1検知手段から出力される第1検知信号を前硬化工程にフィードバックし、継ぎ目部の間隔と一致するように樹脂層に活性エネルギー線を照射することにより、エンボスロールに取り付けられている平板状金型の継ぎ目部の間隔と一致した間隔で、転写工程でミラー領域と継ぎ目部とが当接するようにミラー領域を形成することが好ましい。これにより、転写工程で、継ぎ目部とミラー領域とがずれた場合でも、そのずれを修正することができる。
最後に、転写工程において、上記のようにして前硬化工程で継ぎ目部と一致する領域にミラー領域が形成された樹脂層にエンボスロールが押し当てられる。これにより、ミラー領域以外の樹脂層に所定の凹凸パターンが成型され、成型層に活性エネルギー線が照射されてエンボス領域が形成される。
上記エンボスロールは、所定のエンボスパターンが形成された平板状金型をロール基材上に1枚あるいは複数枚取り付けて作製される。ロール基材への平板状金型の取り付けは、接着剤あるいは機械的な固定方法により行われる。このため、通常、幅が数十μm〜数mmの平板状金型の継ぎ目部がエンボスロール上に形成される。従って、前記エンボスロールに樹脂層が押し当てられると、エンボスパターン部だけでなく、継ぎ目部も樹脂層と接触するが、上記前硬化工程において、エンボスロール上の平板状金型の継ぎ目部が接触する領域には樹脂層が硬化されたミラー領域が形成されているため、継ぎ目部に未硬化の樹脂が入り込まず、継ぎ目部の樹脂層への転写が防止される。
また、転写工程においては、上記のように前硬化工程においてミラー領域の形成を制御する場合、第1検知手段によりエンボスロール上の所定位置を検知することが好ましい。このエンボスロール上の所定位置は、平板状金型の継ぎ目部を直接または間接的に検知できる位置であれば特に限定されない。例えば、継ぎ目部自体を被検知部として検知してもよいし、継ぎ目部の位置と一定間隔離れたエンボスロールの側面部に形成された被検知部を検知してもよい。また、予めミラー領域が検知される時間的な間隔をエンボスロール上で継ぎ目部が現れる時間的な間隔と一致させて検知するようにしておけば、ミラー領域が検知される時間のずれによりミラー領域の間隔のずれを認識することもできる。このため、製造初期において継ぎ目部とミラー領域とが一致するように形成されていれば、ミラー領域の間隔のずれにより継ぎ目部とミラー領域とにずれが発生したことを確認することができる。さらに、継ぎ目部とミラー領域の両方を被検知部として利用すれば、両位置の位置ずれ量を検出することもできる。
上記第1検知手段としては、接触あるいは非接触で被検知部の検出が可能なセンサ、例えば、リミットスイッチ;光電スイッチ;誘電形近接スイッチ、静電容量形近接スイッチ、超音波近接スイッチ等の近接スイッチ等のセンサを使用することができる。継ぎ目部を検知する場合には、例えば、光学センサにより光学的に継ぎ目部を検知してもよく、あるいは継ぎ目部に磁性体等を貼り付け、これを近接スイッチにより検知してもよい。また、ミラー領域を検知する場合には、例えば、光学センサにより樹脂の未硬化部と硬化部との反射率の相違を利用して検知することができる。
そして、上記第1検知手段で検知された位置情報を第1検知信号として出力して前硬化工程にフィードバックし、この第1検知信号に基づき、上記のように前硬化工程で活性エネルギー線を樹脂層に照射してミラー領域を間欠的に形成するように制御すれば、継ぎ目部とミラー領域とがずれた場合でも適宜そのずれを修正することができ、転写部でミラー領域と継ぎ目部とを一致させた状態で樹脂層にエンボスロールを押圧することができる。
ロール成形法では連続的に凹凸パターンが形成されるため、継ぎ目部とミラー領域とがずれた場合、そのずれ量が増大していく。また、継ぎ目部の幅は微小であるのに対し、製造装置内の搬送距離は数十mにも及ぶ。このため、製造初期に継ぎ目部とミラー領域とが一致するように形成されていても、機械的な誤差により、ミラー領域の間隔が継ぎ目部の間隔とずれる場合がある。さらに、高速、例えば30〜100m/minの搬送速度で可撓性支持体が搬送される場合、エンボスロールも搬送速度に合せて高速で回転させる必要がある。このため、製造初期に継ぎ目部とミラー領域とが一致するように形成されていても、可撓性支持体の搬送速度やエンボスロールの回転速度が変化したり、可撓性支持体が蛇行した場合、継ぎ目部とミラー領域とがずれてくる。
しかしながら、転写工程において第1検知手段によりエンボスロール上の所定位置を検知し、この第1検知手段から出力される第1検知信号に基づき、前硬化工程で活性エネルギー線を樹脂層に照射するように制御すれば、継ぎ目部とミラー領域とがずれた場合でも、適宜そのずれを修正することができる。また、可撓性支持体の搬送速度やエンボスロールの回転速度、エンボスロールの大きさ等の製造条件が変更された場合にも、継ぎ目部に一致するようにミラー領域の形成を調整できる。このため、転写工程において継ぎ目部とミラー領域とを一致させた状態でエンボスパターンを未硬化状態の樹脂層に転写することができる。この結果、継ぎ目部に起因する転写欠陥のない光学シート用成形体を製造することができる。
以下、本発明を実施するための具体的形態について説明するが、本発明はこれら実施形態に限定されるものでなく、種々の変更が可能である。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1の製造装置を示す模式図である。この製造装置1は、可撓性支持体10を所定の速度で連続搬送するための送り出しロール2a,巻取りロール2bを有する搬送部2と、樹脂層11を塗布する塗布部3と、可撓性支持体10の搬送方向に対して塗布部3よりも下流側に、樹脂層11の一部に活性エネルギー線Eを照射してミラー領域11aを形成するための前硬化部4と、可撓性支持体10の搬送方向に対して前硬化部4よりも下流側に、樹脂層11を硬化して所定のエンボス領域を形成するための転写部5と、上記ミラー領域11aの形成を制御する制御部6とを備えている。
塗布部3は、コータ等からなる塗布手段31を有しており、塗布手段31から一定の供給量で可撓性支持体10上に樹脂が供給されて、未硬化の樹脂層11が形成される。
前硬化部4のミラー領域形成手段41は、スリットS1を有するベルト42と、ベルト42を回転駆動する駆動ロール43と、駆動ロール43に捲回されたベルト42内に、例えば、UVランプ等の活性エネルギー線Eを照射する前照射手段44と、内部を窒素ガス等の不活性ガス雰囲気とするための不活性ガス供給手段45とを備えている。ベルト42としては、金属製、樹脂製ベルトのいずれでも使用できるが、金属製ベルトは活性エネルギー線Eの遮蔽性に優れるとともに、伸縮、膨張による変形が小さく、誤差が少ないため好ましく用いることができる。そして、スリットS1の間隔は、後述する平板状金型51aの継ぎ目部51cの間隔と等しくなるように設計されている。なお、前照射手段44から照射された活性エネルギー線Eは拡散するため、スリットS1の可撓性支持体10側に遮蔽突起が設けられてもよい。
ミラー領域形成手段41において、ベルト42は可撓性支持体10と同期して移動するように設けられており、スリットS1が前照射手段44と対向する位置に移動されたときに、スリットS1を介して樹脂層11に活性エネルギー線Eが照射され、スリットS1以外の箇所では活性エネルギー線Eがベルト42によって遮断されるように設けられている。このため、スリットS1を透過した活性エネルギー線Eが照射された部分のみが硬化し、ミラー領域11aが間欠的に形成される。また、ミラー領域11aの幅は継ぎ目部51cの幅よりも若干広く形成される。形成されるミラー領域11aの幅は、継ぎ目部51cの幅、光学シートの用途等によって異なるが、ミラー領域11aが継ぎ目部51cの幅よりも50μm〜5mm程度広い幅を有するように形成されることが好ましい。これにより、転写部5において継ぎ目部51cとミラー領域11aがずれた場合でも、継ぎ目部51cの未硬化の樹脂層への転写を防止できる。
転写部5は、平板状金型51aがロール基材51bの外周に取り付けられたエンボスロール51と、活性エネルギー線Eを照射する照射手段52と、エンボスロール51上の所定位置を検知するための第1検知手段D1と、活性エネルギー線Eの周囲への拡散を防ぐためのシールド53と、内部を窒素ガス等の不活性ガス雰囲気とするための不活性ガス供給手段58とを備えている。この転写部5では、搬送されてきた可撓性支持体10上の樹脂層11が入側バックアップロール54及び出側バックアップロール55間でエンボスロール51に押し当てられ、樹脂層11がエンボスロール51に押圧された状態で搬送される。そして、押圧により成型された樹脂層11の成型層12に照射手段52から活性エネルギー線Eを照射することによりエンボスロール51のエンボスパターン部と接触する成型層12が硬化され、エンボス領域(図示せず)が形成される。このエンボスロール51はロール基材51bに4枚の平板状金型51aが取り付けられており、各平板状金型51a間に継ぎ目部51cが4箇所形成されているが、この継ぎ目部51cと接触する樹脂層11の領域には前硬化部4でミラー領域11aが既に形成されているため、継ぎ目部51cの形状が転写されない。
本実施の形態においては、第1検知手段D1はエンボスロール51上の継ぎ目部51cまたはミラー領域11aを被検知部として検知するように設けられている。図2は、本実施の形態の制御機構の電気的な構成の一例を示すブロック図である。図2に示すように、第1検知手段D1からの第1検知信号がA/D変換部60に送出される。CPU61では、このA/D変換部60からのデジタル信号に応じた値を、例えば変換テーブルを備えるROM62から読み出して、継ぎ目部51cの間隔が演算処理される。そして、CPU61からのデジタル信号がD/A変換部63でアナログ信号に変換される。このD/A変換部63からの出力信号により、出力操作部64から駆動ロール43または送り出しロール2aの駆動源65に出力値に応じた信号を供給し、ベルト42の回転速度または可撓性支持体10の搬送速度を変化させて、ミラー領域11aと継ぎ目部51cとの位置ずれ量を補正する。すなわち、本実施の形態では、転写部において、継ぎ目部51c、ミラー領域11aのいずれかまたは両方を第1検知手段D1により検知し、第1検知手段D1から出力される第1検知信号に基づき、前硬化部において、ベルト42の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御して樹脂層11の一部に活性エネルギー線Eを照射することによりミラー領域11aが間欠的に形成される。
例えば、第1検知手段D1からの第1検知信号に基づき、CPU61でエンボスロール51の径及び回転速度から継ぎ目部51c間の間隔を演算して、この継ぎ目部51cの位置情報を取得する。そして、CPU61は、上記演算結果に基づき、継ぎ目部51cの間隔と一致する間隔でスリットS1が前照射手段44と対向するようにベルト42を駆動する駆動ロール43でベルト42の回転速度、送り出しロール2aで可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御するための制御信号を出力操作部64に出力する。これにより、転写部で、継ぎ目部51cとミラー領域11aとが一致するように、前硬化部で、ミラー領域11aを形成することができる。
また、第1検知手段D1からの第1検知信号に基づき、継ぎ目部51cが検知される時間間隔を演算し、この時間が所定時間からずれた場合、継ぎ目部51cとミラー領域11aとがずれたと判断し、その所定時間からの差分を補正するようにベルト42を駆動する駆動ロール43の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御するための制御信号が出力されてもよい。
さらに、第1検知手段D1は、継ぎ目部51c及びミラー領域11aの両方を被検知部として検知した第1検知信号を制御部6に出力してもよい。この場合、両被検知部の位置ずれ量を演算し、その位置ずれ量を補正するようにベルト42を駆動する駆動ロール43の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御するための制御信号が出力されてもよい。この場合、継ぎ目部51c及びミラー領域11aを検知するためのセンサは単一のセンサであってもよいし、異なるセンサであってもよい。
なお、可撓性支持体10の搬送速度を変更した場合、張力変化等により可撓性支持体10の走行ずれが生じる可能性があるため、ベルト42の回転速度を変更する方が制御は容易である。
本実施の形態においては、前硬化部4は、回転駆動するベルト42を有しており、このベルト42のスリットS1から活性エネルギー線Eが照射されるため、スリット位置を高速で移動させることができる。このため、可撓性支持体10が高速で搬送される場合でも、ベルト42の回転速度を可撓性支持体10の搬送速度に一致させることができる。また、第1検知手段D1により継ぎ目部51c、ミラー領域11aのいずれかまたは両方が検知されるため、製造途中でエンボスロール51の回転速度及び可撓性支持体10の搬送速度の変化や、可撓性支持体10のずれ等が生じ、継ぎ目部51cとミラー領域11aとが一致しなくなった場合でも、容易に両位置を一致させるように制御することができる。さらに、ベルト42と可撓性支持体10とが非接触状態であるため、可撓性支持体10とベルト42とが摺動せず、従って制御が容易であるとともに、可撓性支持体10に摺動傷等も発生しない。
(実施の形態2)
図3は、本実施の形態2の製造装置を示す模式図である。この実施の形態2の製造装置は、ミラー領域形成手段41が第2検知手段D2をさらに有している以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1と同一の構成については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
この実施の形態においては、第2検知手段D2は、ベルト42のスリットS1の位置を検知するように配置されている。第2検知手段D2を配置する位置は、回転駆動するベルト42に起因する誤差の影響を少なくするため、前照射手段44に隣接する位置が好ましい。この第2検知手段D2としては、第1検知手段と同様のセンサを用いることができる。例えば、第2検知手段D2として光学センサを用いれば、スリットS1がセンサ上を通過するときの光量の変化を測定することによりスリット位置を検知することができる。
図4は、本実施の形態の制御機構の電気的な構成の一例を示すブロック図である。図4に示すように、第1検知手段D1及び第2検知手段D2からの各検知信号を比較回路66で比較して、転写部5の継ぎ目部51cと前硬化部4のミラー領域11aとが一致しているかどうかを判断し、その差分信号が送出される。そして、実施の形態1と同様に、ずれが生じていた場合、CPU61はそのずれに応じた値を変換テーブルから読み出して演算処理を行い、出力操作部64から駆動ロール43または送り出しロール2aの駆動源65に出力値に応じた信号を供給し、ベルト42の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を変化させる。すなわち、本実施の形態では、転写部において、エンボスロール51上の継ぎ目部51c、ミラー領域11aのいずれかまたは両方を第1検知手段D1により検知するとともに、前硬化部において、ベルト42のスリット位置を第2検知手段D2により検知し、第1検知手段D1から出力される第1検知信号と第2検知手段D2から出力される第2検知信号とに基づき、前硬化部において、ベルト42の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御して樹脂層11の一部に活性エネルギー線Eを照射することによりミラー領域11aが間欠的に形成される。
例えば、製造初期において、第1検知手段D1により検知される継ぎ目部51cの位置と第2検知手段D2により検知されるスリットS1の位置とが一致するように配置し、エンボスロール51の回転速度とベルト42の回転速度とが一致するように調整し、両被検知部を同時に検出するように設定すれば、継ぎ目部51cの間隔あるいはスリットS1の間隔のいずれか一方がずれた場合、第1検知信号と第2検知信号との間でずれが生ずる。従って、スリットS1が前照射手段44と対向する時間間隔を変更して、そのずれを補正するようにベルト42の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御することにより、継ぎ目部51cとミラー領域11aとをエンボスロール51上で一致させることができる。
また、実施の形態1と同様に、第1検知手段D1で継ぎ目部51c及びミラー領域11aの両方が被検知部として検知されてもよい。この場合、第1検知信号と第2検知信号とを比較して、その位置ずれ量を補正するようにベルト42の回転速度あるいは可撓性支持体10の搬送速度を制御してもよい。
本実施の形態においては、転写部5で第1検知手段D1により継ぎ目部51c、ミラー領域11aのいずれかまたは両方が検知されるとともに、前硬化部4で第2検知手段D2によりスリット位置が検知されるため、実施の形態1よりもさらに精度良くミラー領域11aの形成を制御することができる。このため、製造途中でエンボスロール51の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度及び駆動ロール43の回転速度の変化や、可撓性支持体10及びベルト42のずれ等が生じ、継ぎ目部51cとミラー領域11aとが一致しなくなった場合でも、容易に両位置を一致させるように制御することができる。さらに、本実施の形態の製造装置は実施の形態1と同様のミラー領域形成手段41を備えているため、高速の搬送速度が利用できるとともに、可撓性支持体10の摺動傷等の発生も抑えられる。
(実施の形態3)
図5は、本実施の形態3の製造装置を示す模式図である。この実施の形態3の製造装置は、ミラー領域形成手段41がスリットS2を有する固定マスク46と、固定マスク46内に配置された前照射手段44とを備えている以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1と同一の構成については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
本実施の形態では、固定マスク46のスリットS2を介して前照射手段44から活性エネルギー線Eが樹脂層11に間欠的に照射されるように前照射手段44を一定間隔で点滅させる。このため、スリットS2を透過した活性エネルギー線Eが照射された部分のみが硬化し、ミラー領域11aが間欠的に形成される。
また、転写部5では、実施の形態1と同様に第1検知手段D1により継ぎ目部51c、ミラー領域11aのいずれかまたは両方が検知される。このため、継ぎ目部51cとミラー領域11aとの間でずれが発生した場合、制御部6により前照射手段44の点滅時間を調節し活性エネルギー線Eが照射される照射間隔を制御することにより、このずれを補正することができる。これにより、転写部で、継ぎ目部51cとミラー領域11aとが一致するように、前硬化部でミラー領域11aを形成することができる。
本実施に形態においては、固定マスク46に複数のスリットS2を設けることができる。従って、樹脂の硬化が遅く、複数回の活性エネルギー線Eの照射が必要な場合、スリットS2を複数箇所形成することにより樹脂を十分に硬化することができる。また、固定マスク46と可撓性支持体10とが非接触状態であるため、可撓性支持体10と固定マスク46とが摺動せず、従って可撓性支持体10の摺動傷等の発生も抑えられる。
(実施の形態4)
図6は、本実施の形態4の製造装置を示す模式図である。この実施の形態4の製造装置は、ミラー領域形成手段41が活性エネルギー線Eを透過するスリットS3を有する回転ロール47と、前記回転ロール47の内部に前記スリットS3から活性エネルギー線Eを照射する前照射手段44とを備えている以外は、実施の形態1と同様である。このため、実施の形態1と同一の構成については説明を省略し、異なる点のみを説明する。
本実施の形態の前硬化部4では、回転ロール47の外周面に対して樹脂層11が可撓性支持体10の反対側に位置するように可撓性支持体10が巻きつけられて搬送される。そして、回転ロール47のスリットS3を介して回転ロール47の内部に配置された前照射手段44から活性エネルギー線Eが樹脂層11に照射され、スリットS3以外の箇所では活性エネルギー線Eが遮断されるようになっている。このため、スリットS3を透過した活性エネルギー線Eが照射された部分のみが硬化し、ミラー領域11aが間欠的に形成される。
また、転写部5では、実施の形態1と同様に第1検知手段D1により継ぎ目部51c、ミラー領域11aのいずれかまたは両方が検知される。このため、継ぎ目部51cとミラー領域11aとの間でずれが発生した場合、制御部6により回転ロール47の回転速度、可撓性支持体10の搬送速度のいずれかまたは両方を制御することにより、このずれを補正することができる。これにより、転写部で、継ぎ目部51cとミラー領域11aとが一致するように、前硬化部で、ミラー領域11aを形成することができる。
(その他の実施の形態)
(1)前硬化部は、活性エネルギー線を照射する前照射手段のみを有していてもよい。例えば、可撓性支持体の搬送速度が低速で、硬化速度の速い樹脂が用いられる場合には、第1検知信号に基づき、前照射手段の点滅間隔を調節し、活性エネルギー線の照射間隔を制御することにより、ミラー領域を間欠的に形成することができる。
(2)第1検知手段及び第2検知手段はそれぞれ複数用いてもよい。複数の検知手段を用いることによりさらにミラー領域を形成する精度を上げることができる。
(3)実施の形態3では、前照射手段を点滅させることによりミラー領域を間欠的に形成する形態について説明したが、固定マスクのスリットを一定時間間隔で開閉する開閉手段を設けてもよい。
(4)実施の形態4では、エンボスロール上の所定位置を検知するために第1検知手段を設けた形態について説明したが、実施の形態2と同様に、回転ロールのスリットを検知する第2検知手段を設けてもよい。
(5)平板状金型に形成されるエンボスパターンは光学シートの用途に合せて種々の形状のパターンを使用することができる。例えばエンボスパターンとして情報記録媒体に用いられるトラッキングパターンを使用することもできる。
本発明の実施の形態1に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態1に係る制御機構の一例を示すブロック図ある。 本発明の実施の形態2に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態2に係る制御機構の一例を示すブロック図ある。 本発明の実施の形態3に係る製造装置を示す模式図である。 本発明の実施の形態4に係る製造装置を示す模式図である。 従来のロール成形法における製造装置を示す模式図である。 従来のロール成形法により作製された光学シート用成形体を示す概略図であり、同図(a)は平面図、同図(b)はX−X断面図である
符号の説明
1 製造装置
10 可撓性支持体
2a 送り出しロール
2b 巻取りロール
3 塗布部
4 前硬化部
5 転写部
11 樹脂層
11a ミラー領域
12 成型層
31 塗布手段
41 ミラー領域形成手段
42 ベルト
43 駆動ロール
44 前照射手段
45 不活性ガス供給手段
46 固定マスク
47 回転ロール
51a 平板状金型
51b ロール基材
51c 継ぎ目部
51 エンボスロール
52 照射手段
53 シールド
54 入側バックアップロール
55 出側バックアップロール
6 制御部
D1 第1検知手段
D2 第2検知手段
E 活性エネルギー線
S1,S2,S3 スリット

Claims (12)

  1. 可撓性支持体の少なくとも一方の主面上にエンボス層を有する光学シート用成形体の製造方法であって、
    連続搬送される前記可撓性支持体上に活性エネルギー線硬化型樹脂層を形成する塗布工程と、
    前記塗布工程で塗布された前記活性エネルギー線硬化型樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射して前記活性エネルギー線硬化型樹脂層を部分的に硬化させたミラー領域を長手方向に間欠的に形成する前硬化工程と、
    前記ミラー領域と、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に前記エンボスロールを押圧して成型層を形成し、前記成型層に活性エネルギー線を照射して前記成型層を硬化することによりエンボス領域を形成する転写工程と、を有する光学シート用成形体の製造方法。
  2. 前記転写工程において、第1検知手段により前記継ぎ目部、前記ミラー領域のいずれかまたは両方を検知する請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記前硬化工程において、前記ミラー領域は、回転駆動するベルトのスリットから活性エネルギー線を前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に照射することにより形成される請求項2に記載の製造方法。
  4. 前記前硬化工程において、第2検知手段により前記ベルトのスリット位置を検知する請求項3に記載の製造方法。
  5. 前記前硬化工程において、前記ミラー領域は、固定マスクのスリットから活性エネルギー線を照射することにより形成される請求項2に記載の製造方法。
  6. 前記前硬化工程において、前記ミラー領域は、スリットを有する回転ロールに前記連続搬送される可撓性支持体を押し当て、前記回転ロールの内部から前記スリットを介して前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に活性エネルギー線を照射することにより形成される請求項2に記載の製造方法。
  7. 可撓性支持体の少なくとも一方の主面上にエンボス層を有する光学シート用成形体の製造装置であって、
    前記可撓性支持体を連続搬送する搬送部と、
    前記連続搬送される可撓性支持体上に活性エネルギー線硬化型樹脂層を形成する塗布部と、
    前記塗布部で塗布された前記活性エネルギー線硬化型樹脂層の一部に活性エネルギー線を照射して前記活性エネルギー線硬化型樹脂層を部分的に硬化させたミラー領域を長手方向に間欠的に形成する前硬化部と、
    前記ミラー領域と、平板状金型をロール基材に取り付けたエンボスロールの継ぎ目部とを一致させた状態で、前記活性エネルギー線硬化型樹脂層に前記エンボスロールを押圧して成型層を形成し、前記成型層に活性エネルギー線を照射して前記成型層を硬化することによりエンボス領域を形成する転写部と、を有する光学シート用成形体の製造装置。
  8. 前記転写部は、前記継ぎ目部、前記ミラー領域のいずれかまたは両方を検知する第1検知手段を有する請求項7に記載の製造装置。
  9. 前記前硬化部は、スリットを有するベルトと、前記ベルトを回転駆動する駆動ロールと、前記スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段と、を有する請求項8に記載の製造装置。
  10. 前記前硬化部は、前記ベルトのスリット位置を検知する第2検知手段を有する請求項9に記載の製造装置。
  11. 前記前硬化部は、スリットを有する固定マスクと、前記スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段と、を有する請求項8に記載の製造装置。
  12. 前記前硬化部は、スリットを有する回転ロールと、前記回転ロールの内部に前記スリットから活性エネルギー線を照射する前照射手段と、を有する請求項8に記載の製造装置。
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