JPH02230104A - フレネルレンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野〉 本発明は、紫外線硬化樹脂製の高屈折率のフレネルレン
ズの製造方法に関する． く従来の技術〉 フレネルレンズは、主としてプロジェクシ町ン型テレビ
に用いられている． フレネルレンズには、屈折率が１．４９前後の低屈折率
タイプと、屈折率が１，５５以上の高屈折率タイプの２
種類が、市場に出ているが、焦点距離を短くでき、従っ
てテレビとして省スペース化がはかれる高屈折率タイプ
でしかも樹脂製のものが要求されるようになってきてい
る．ところで、樹脂製フレネルレンズの製造方法として
は、小型のものは射出成形によって作られるものもある
が、プロジェクション型テレビ用途のように大型のもの
は、低屈折率タイプ、高屈折率タイプともに、もっぱら
樹脂板を熱プレス法によって成形している． しかし最近では、金型内に紫外線硬化性モノマーを入れ
、紫外線硬化による成形方法が提案されている． 例を挙げると、特開昭６１−１１４２３３号公報にはガ
ラス転移温度が２０〜８０℃の紫外線硬化性樹脂を用い
ることを特徴とする、フレネルレンズの製造方法が示さ
れている． 特開昭６２−３３６１３号公報には、紫外線硬化樹脂を
常圧で注入することを特徴とする、ビデオプロジェクタ
ー用スクリーンの製造方法が示されている． 特開昭６２−９０６３４号公報には、放射線透過性の鋳
型を用いた透過型投射スクリーンの製造方法が示されて
いる． 特開昭６３−１６７３０１号公報には、硬化前の樹脂液
の２０℃における粘度が５００Ｃｐ＄以下で、かつ硬化
後の７０℃におけるヤング率が５０００ｋｇ／ｃｄ以上
、３００００ｋｇ／ｃ＋！以下となる樹脂組成物、例え
ばアクリロイル化イソシアヌレート系化合物を用いるこ
とを特徴とする透過型スクリーンに関するものが示され
ている．特開昭６３−１９９７１４号公報には、フレネ
ルレンズ等の光学部品の製造に適した樹脂として、分子
内に少なくとも１個の芳香環と、少なくとも１個の水酸
基と、１個のアクリロイル基を有するアクリル酸エステ
ルと、アクリロイル基を２個存するアクリル酸エステル
、及び分子内にアクリロイル基を３個有するアクリル酸
エステルの、３成分からなる単量体組成物を硬化した屈
折率が１．５１〜１３５２程度の、紫外線等の活性エネ
ルギー線による硬化製樹脂が示されている．く本発明が
解決しようとする課題〉 前項に挙げた紫外線硬化型フレネルレンズの製造方法で
は、得られるフレネルレンズの屈折率が低く、焦点距離
を短くする用途には適さない． また、フレネルレンズ全体を紫外線硬化型樹脂によって
作成するので、紫外線硬化部分の厚みが大きくなり、硬
化反応の不均一によるヒズミにより屈折率に分布が生じ
たり、除熱の不均一によりクランク、ボイドが発生し易
い。

そこで屈折率が１．５５以上と高く、均一な屈折率でキ
ズの少ないフレネルレンズの製造方法を提供する． ＜！！ｌ！ａを解決するための千段） 本発明は、フレネルレンズ鋳型の内に、紫外線硬化性単
量体組成物を存在させ、紫外線透過性仮で遮蔽し、紫外
線透過性板の面から紫外線を照射して紫外線硬化性単量
体組成物を硬化させる、フレネルレンズの製造方法にお
いて、該柴外線硬化性単量体組成物が、芳香族ジ（メタ
）アクリレートを主成分とする単量体混合物及び光重合
開始剤とからなり、かつ紫外線透過性板を基板となすこ
とを特徴とする貼り合せフレネルレンズの製造方法であ
る． 本発明において用いられるフレネルレンズ鋳型としては
、フレネル面の反転した面を有する周知のものが使用で
きる． 材質には、金属製、樹脂製のものが一般的である． 金属製のものは例えば、金属製の母材に対してフレネル
レンズの鋳型面を切削加工することによって作成するこ
とが出来る。

樹脂製のものは例えば、フレネルレンズ面を有する金型
から、シリコンゴム等によりレンズ面を転写したものを
、鋳型として使用することが出来る． 紫外線透過性板としては、照射する紫外線の透過率の高
い程良い． 例えば、メタクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリ塩化ビニル樹脂等の樹脂製のものや、ガラ
ス製のものがあるが、なかでも紫外線で硬化した樹脂と
の接着性から、樹脂製のものが好ましい． この紫外線透過性板は、製作するフレネルレンズの基板
を横成するので、機械的強度、耐熱性、透明性、均一性
が優れている程望ましい．また、その厚みについては、
製造するフレネルレンズの仕様によって定めるが、機械
的強度の面から１〜１０龍程度となる． 紫外線硬化性単量体組成物を構成する、芳香族ジ（メタ
）アクリレートとは、分子内に少なくとも１個以上の芳
香族環を有し、かつ（メタ）アクリロイル基を合計２個
有する化合物である． 具体的には例えば、フタル酸ビス（２−メタクリ口イル
オキシエチル）エステル、フタル酸（アクリロイルオキ
シエチルーメタクリ口イルオキシ−２−ヒドロキシプ口
ピル）エステル、テトラブ口モフタル酸ビス（２−メタ
クリロイルオキシエチル）エステル等のエステル部分に
２個の（メタ）アクリロイル基を有するフタル酸のエス
テル誘導体；２，２−ビス（４−メタクリロイルオキシ
フェニル）プロパン、２．２ビス（４−　（２−メクク
リ口イルオキシエトキシ）フエニル〕プロパン、２．２
ビス（４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニ
ル〕ブロバン、２，２ビス（４−（２−アクリロイルオ
キシプ口ビルオキシ）フェニル〕ブロバン、２，２ビス
〔４−（メタクリロイルオキシジエトキシ）フェニル〕
プロパン、２、２ビス〔４−（アクリロイルオキシジエ
トキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス（４−（３
−メタクリ口イルオキシ−２−ヒドロキシプロビルオキ
シ）フェニル〕プロパン、２．２−ビス〔４−（３−ア
クリロイルオキシ−２−ヒドロキシブ口ビルオキシ）フ
ェニル〕ブロバン、２．２−ビス〔３．５−ジプロモ−
４−（２−メタクリ口イルオキシエトキシ）フエニル〕
ブロバン等の、両末端に２個の（メタ）アクリロイル基
を有するビスフェノールＡの誘導体；ビス〔４一（メタ
クリロイルオキシジエトキシ）フエニル〕スルホンのよ
うな両末端に２個の（メタ）アクリロイル基を有するビ
スフェノールＳ〔ビス（４−ヒドロキシフエニル）スル
ホン〕の誘導体等を挙げることが出来る． この中でも特に、フタル酸（アクリ口イルオキシエチル
ーメタクリ口イルオキシ−２−ヒドロキシブロビル）エ
ステル、２，２−ビス〔４一（３−メタクリ口イルオキ
シ−２−ヒドロキシブ口ビルオキシ）フェニル〕プロパ
ン、２，２−ビス（４−　（３−アクリロイルオキシ−
２−ヒドロキシブロピルオキシ）フエニル〕ブロバンの
ような分子内にヒドロキシル基を有する芳香族ジ（メタ
）アクリレートが、該基板との接着性に優れているので
好ましい． この芳香族ジ（メタ）アクリレートは、紫外線を照射し
た際に架橋反応により迅速な硬化をすることができると
ともに、得られる硬化物が高屈折率であり、かつ高い機
械的強度、耐熱性を有するものとなる． 芳香族ジ（メタ）アクリレートの量は、単量体混合物１
００重量部中、５０重量部以上を占める． ５０部未満であると、紫外線を照射した際に硬化速度が
遅くなるため好ましくない．単量体組成物のなかに、上
記の芳香族ジ（メタ）アクリレートのほか、芳香族単官
能モノマーを加えて用いてもよい． 芳香族単官能モノマーとは、分子内に１個以上の芳香族
環と、１個のラジカル重合可能な反応性基を有する化合
物を意味し、具体的には例えばスチレン、パラメチルス
チレン、パラクロロスチレン、ジクロロスチレン、ジブ
ロモスチレン等のスチレン類；フエニルメタクリレート
、ペンジルメタクリレート、ペンジルアクリレート、パ
ラブロモフエニルメタクリレート等の芳香族（メタ）ア
クリレート［を挙げることが出来る． この芳香族単官能モノマーは、得られる硬化物を、より
高屈折率とする他、該単量体組成物の粘度を調整するた
めに用いる． 前記の芳香族ジ（メタ）アクリレートの中には、常温で
の粘度が高く単独では操作性が悪いものも脊り、この芳
香族単官能モノマーを適量加えて操作し易い粘度にｔｌ
ｌ整する．この芳香族単官能七ノマーの量は、単量体混
合物１００重量部中、ｌ〜ｓｏｍｅ部の範囲内で用いる
． ５０重量部を超えると、紫外線を照射した際に硬化速度
が遅くなるので好ましくない．該単量体混合物は、芳香
族ジ（メタ）アクリレート、芳香族単官能モノマーの他
、接着性等の改良の為に、これらと共重合可能な単量体
を少量用いることも出来る． この単量体としては、例えばメチルメタクリレート、メ
チルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シブロビルアクリレート、メタクリル酸、アクリル酸等
である．これらの成分の添加量は、単量体混合物１００
重量部中、２０部以下であることが好ましい．光重合開
始剤としては、種々の公知のものを用いることが出来る
． 例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ペン
ゾインイソブルビルエーテル、ペンゾインイソブチルエ
ーテル等のベンゾイン類；ベンゾフエノン、４．４−ビ
スジメチルアミノベンゾフェノン、ベンジルジメチルケ
タール、メチル一〇−ペンゾイルベンゾエート、ｐ一タ
ーシャリーブチルトリクロロアセトフエノン、２、４、
６−トリメチルベンゾイルジフエノイルフォスフィンオ
キサイド、ｐ−イソプロビルーα−ヒドロキシイソブチ
ルフエノン等を挙げることが出来る． 中でも上記のベンゾイン類や、２．４．６−トリメチル
ベンゾイルジフェノイルフォスフィンオキサイド、ｐ−
イソブロピルーα−ヒドロキシイソブチルフエノンが硬
化性が特に良好である． 光重合開始剤の使用量は特に限定されないが、通常、単
量体混合物１００重量部に対し、０．１〜５重量部程度
用いる． 本発明の紫外線硬化性単量体組成物は、先に示した単量
体混合物、光重合開始剤を均一に混合して得られるが、
更に必要に応じて光増惑剤、難燃剤、ブルーイング剤等
を添加し使用することも可能である． フレネルレンズ鋳型の内に、紫外線硬化性単量体組成物
を存在させ、紫外線透過性板で遮蔽する方法は、ことさ
らに特定されるものではな《、例えば特開昭６２−３３
６１３号公報にも開示されている方法を用いることもで
きる． その他、フレネルレンズ鋳型の表面に、紫外線硬化性単
量体組成物を、ロールコート、かけ流し等の公知の塗布
方法を用いて塗布し、その上に紫外線透過性板を置き密
着させる方法：フレネルレンズ鋳型にあらかじめ紫外線
透過性板を入れておき、該鋳型表面と咳板との空間に該
単量体組成物を注入する方法等も行うことが出来る． なお、紫外線で硬化した樹脂とフレネルレンズ鋳型との
離型性を良くするため、該鋳型の表面にシリコン系ある
いはフンソ系等の公知の離型剤を塗布しておくことも出
来る． 紫外線の発生源としては、周知の装置、例えば高圧水銀
灯、メタルハライドランプ等を使用することが出来る． 紫外線の照射条件つまり、紫外線の発生源の出力、紫外
線の照射時間、光源と照射対象までの距離等は、周知の
方法により、数回の試行によって適宜設定することがで
きる． 硬化終了は、硬化物の硬さの測定により、あるいは、硬
化の進行によって、屈折率が高くなることを利用して終
点を定める． 紫外線硬化性単量体組成物の層を硬化させた後、レンズ
用鋳型から離脱させ貼り合せフレネルレンズを得る． 《発明の効果〉 本発明方法により、屈折率が１．５５以上と高いフレネ
ルレンズを製造することが出来る。

しかも紫外線硬化樹脂と、あらかじめＹ＄備した基板と
の貼り合せしたものになるので、紫外線硬化樹脂部分を
薄くすることが出来、硬化時間も短く、均質なものが得
られる． く実施例〉 以下、実施例で本発明を具体的に説明する．なお、実施
例及び比較例において行った物性の測定方法は、下記に
示す方法に基づいて行った． ・屈折率（ｎ．）：■アタゴ製アッペ屈折率計により２
５℃における値を測定した． なお、接触液としてはモノブロモナフタレンを用いた． 実施例１ あらかじめフフソ系の離型剤を塗布した直径ｌＯｃｌｌ
のフレネルレンズ面を持つ金属製フレネル型の上に、２
，２−ビス（１−　（３−メタクリ口イルオキシ−２−
ヒドロキシブ口ピルオキシ）フェニル〕プロパン７０部
、スチレン３０部、ペンゾインイソブロビルエーテル１
部よりなる原料液を塗布し、その上から、紫外線吸収剤
を含有していない１２０Ｘ１２０Ｘ３ｍｍサイズのメタ
クリル樹脂板（スミベソクス■０１０住友化学■製）を
置いた． そして、その上方１０ｃｍの距離から、高圧水銀灯（ミ
ニキュアーＱＵＩＴ−１００、ウシオ電機製・入力数５
０Ｗ／ｅｌｍ、発光長９ロ）により６０秒間照射した。

その後、樹脂部分を型から離型したところ、紫外線硬化
樹脂部分は完全に硬化しており、フレネルレンズ面の転
写性も良《、また紫外線硬化樹脂部分と、基板のメタク
リル樹脂板との接着性も良好であった． またその一部分を切取り、紫外線硬化部分の屈折率を測
定したところ、屈折率は１．５７５と高屈折率を示した
． 実施例２ ２、２ビス〔４−（アクリロイルオキシジェトキシ）フ
エニル〕プロパン４１部、スチレン７部、トルエン５０
部、ペンゾインイソブロビルエーテル２部からなるプラ
イマー液を、実施例ｌと同様のメタクリル樹脂板の表面
に塗り、実施例ｌで用いたのと同じ高圧水銀灯を用いて
距離１０ｃｍ、照射時間６０秒の条件で紫外線を照射し
た． 続いて、該板を８０℃の乾燥機内で３０分間乾燥を行っ
た． 次に、２．２ビス〔４−（アクリロイルオキシジエトキ
シ）フエニル〕プロパン８５部、スチレン１５６Ｌペン
ゾインイソプ口ピルエーテル１部を混合してなる原料液
を用いること、前記のブライマー処理をしたメタクリル
樹脂板をもちいること以外は実施例１と同様にしておこ
なった． その後樹脂部分を型から離型したところ、紫外線硬化樹
脂部分は完全に硬化しており、フレネルレンズ面の転写
性も良く、また紫外線硬化用脂部分と基板のメタクリル
樹脂板との接着性も良好であった。

またその一部分を切取り、紫外線硬化部分の屈折率を測
定したところ、屈折率は１．５６２と高屈折率を示した
． 実施例３〜６ 第一表に示す原料液を用いた他は、実施例ｌと同様に行
った。

結果を第一表に示す。

比較例１〜４ 第一表に示す原料液を用いた他は、実施例ｌに示した方
法と同様にして実験を行った．結果を第一表に示す． 実施例７ ２，２−ビス（４−　（３−メタクリロイルオキシ−２
−ヒドロキシブ口ピルオキシ）フエニル〕プロパン７０
部、スチレン３０部、ペンゾインイソブ口ピルエーテル
１部よりなる原料液を、２枚の５０Ｘ２５ｘ３ｍサイズ
のメタクリル樹脂板の間に、塗布面積５．　５　Ｘ　２
　５　ａｍになるように塗布し、実施例１で用いたと同
様の高圧水銀灯により、３分間紫外線を照射して硬化さ
せた。

そしてこの試片を、ＪＩＳ　Ｋ−６８５６に準じて、■
島津製作所製オートグラフＳ−２　０　０　０ＷＳを用
いて、スパン４８龍、クロスヘッドスピードｌｍ／ｍｉ
ｎの条件で最大せん断強度を測定した．結果は、１　３
　８　０　ｋｇ／　ａｍ”であった。

実施例８〜１２ 第二表に示した原料液を用いた外は、実施例８と同様に
して試験を行った． 結果を第二表に示す． なお、実施例１０で行ったプライマー処理は、実施例２
と同様な方法である． 第一、第二表の注釈 １）第一表、第二表、において用いた略号の意味は以下
の通りである． Ｓｔ：スチレン ＰＣＳＴ：パラクロロスチレン ＢｚＭＡ：ベンジルメタクリレート ＰＡＭＨ　：フタル酸（アクリロイルオキシエチルーメ
タクリ口イルオキシ−２−ヒドロキシブ口ピル）エステ
ル Ｂ　ｉ　ｓｃＭＡ　：　２，２−ビス（４−（３−メタ
クリ口イルオキシ−２−ヒドロキシブ口ピルオキシ）フ
エニル〕プロパン ＢＰ４ＥＡ：２、２ビス〔４−（アクリロイルオキシジ
エトキシ）フエニル〕プロパンＮＰＣ、，：ネオベンチ
ルグリコールジメタクリレート Ａ−ＴＭＰ’ｒ：　トリメチロールプロパントリアクリ
レート ＦＡ７３１Ａ：｝リス（２−アクリロキジエチル）イソ
シアヌレート ＮＶＩ’：Ｎ−ビニルピロリドン ＢＩＥ：ベンゾインイソブ口ビルエーテル２）第一表、
第二表における評価項目の意味は以下の通りである。

・硬化性： Ｏ＝完全に硬化しているもの。

×＝未硬化で、ゲル状もし《は液状 のもの． ・基板との接着性： Ｏ＝完全に密着しているもの。

×＝剥離が認められるもの． 手続補正書 １．事件の表示 平成　１年　特許願第０５１７７０号 ２．発明の名称 フレネルレンズの製造方法 ３．補正をする者 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレネルレンズ鋳型の内に、紫外線硬化性単量体
   組成物を存在させ、紫外線透過性板で遮蔽し、紫外線透
   過性板の面から紫外線を照射し、紫外線硬化性単量体組
   成物を硬化させるフレネルレンズの製造方法において、
   該紫外線硬化性単量体組成物が、芳香族ジ（メタ）アク
   リレートを主成分とする単量体混合物及び光重合開始剤
   とからなり、かつ紫外線透過性板を基板とすることを特
   徴とする貼り合せフレネルレンズの製造方法。