JPH05220756A - 樹脂成型物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】凹凸形状を有する成型型上に３ｍＰａ・ｓ以
上、３００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有する活性エネルギ
ー線硬化型組成物を延展し、該組成物上に重合時の収縮
率が５％以下の実質的に固体である活性エネルギー線硬
化型組成物を塗布した透明基材を活性エネルギー線硬化
型組成物が互いに接触するように重ね合せた後、活性エ
ネルギー線を照射して凹凸形状を有する成型体を得る。 【効果】活性エネルギー線硬化型組成物を用いることに
より効率よく生産が可能で、しかも成型物は気泡等の巻
き込みのない良好な成型型の形状転写性を有する成型物
が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は活性エネルギー線を利用
した凹凸形状を有する樹脂成型物の製造方法に関し、特
に面状の樹脂成型物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面に凹凸形状を有する面状の樹脂成型
物を製造する方法として、合成樹脂を射出成型する方
法、樹脂板と型を当接させ、これを加熱加圧することに
より型の表面凹凸形状を転写する押圧成型法、あるいは
活性エネルギー線硬化型組成物を表面凹凸を有する型内
へ注入後、活性エネルギー線を照射し該組成物を硬化す
る方法等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、射出成
型法においては大きなサイズのものの成型は難しく、比
較的小さなサイズのものにしか使用できない。また加熱
加圧法を用いる押圧成型法では樹脂板及び型の加熱−冷
却サイクルに長時間を要するため樹脂成型物の大量生産
のためには多数の型を用意する必要があり、かつ大型の
樹脂成型物を作るには装置に多大な費用がかかる。また
活性エネルギー線硬化型組成物を用いる方法は樹脂成型
物の成型時間を短縮でき、生産性は向上するものの、型
内へ組成物を注入する際に泡等の巻き込み等の不都合を
伴うことなく行うにはこの注入に時間がかかることか
ら、樹脂成型物を大量に生産するためには多数の型を用
意することが必要になる等の問題がある。この問題を避
けるために粘度の低い活性エネルギー線硬化型組成物を
用いることとなるが、粘度の低いものは一般に重合時の
収縮が大きく、型の形状をそのまま転写できないことが
多い。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決しようとするもので、その要旨とするところは、表面
に凹凸形状を有する樹脂成型物の製造方法において、凹
凸形状を有する成型型上に３ｍＰａ・ｓ以上、３００ｍ
Ｐａ・ｓ以下の粘度を有する活性エネルギー線硬化型組
成物を延展し、該組成物上に重合時の収縮率が５％以下
の実質的に固体である活性エネルギー線硬化型組成物を
塗布した透明基材を活性エネルギー線硬化型組成物が互
いに接触するように重ね合せた後、活性エネルギー線を
照射して凹凸形状を有する成型体を得る製法にあり、本
発明の成型法によると活性エネルギー線硬化型組成物を
低粘度化することにより気泡の巻き込み等の不都合もな
く、理由は定かではないが、低粘度化による重合時の大
きな収縮は収縮率の小さな実質的に固体であり、流動性
を有する層により吸収されるためだと思われるが、型の
凹凸形状が極めて良く転写されるという利便性と良好な
連続生産性を備えた製造方法とすることができる。

【０００５】以下、本発明を更に詳細に説明する。本発
明で使用する凹凸形状を有する成型型は面状のものが使
用法の点で好ましく用いられるが、特に限定されるもの
ではない。凹凸形状についても意匠性のあるものや光学
的なもの等に使用できるが、成型型の形状転写性が良
く、厚さ精度も優れたものを成型できるので、レンズ等
の光学用途の成型に適している。特に大きな面状のもの
が成型できることから、フレネルレンズやレンチキュラ
ーレンズの形状を持つ成型型を用いた成型に好ましく用
いられる。

【０００６】本発明で使用する凹凸形状を有する成型型
上に延展する活性エネルギー線硬化型組成物は粘度が３
ｍＰａ・ｓ以上、３００ｍＰａ・ｓ以下でなければなら
ない。３ｍＰａ・ｓ未満の活性エネルギー線硬化型組成
物は実質的に考えられないし、３００ｍＰａ・ｓを超え
る粘度の組成物では成型型上に延展する際に気泡を巻き
込んでしまうからである。

【０００７】このような活性エネルギー線硬化型組成物
は特に限定されるものではないが、取扱いやすさ、硬化
性等の点で多価メタクリレート及びまたは多価アクリレ
ート（以後、多価（メタ）アクリレートと記述）、モノ
メタクリレート及びまたはモノアクリレート（以後、モ
ノ（メタ）アクリレートと記述）、及び活性エネルギー
線による重合開始剤を主成分とする活性エネルギー線硬
化型樹脂組成物であることが好ましい。

【０００８】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。

【０００９】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。ポリオールのモノ（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。

【００１０】本発明の透明基材としては、厚さ、材料に
ついては特に限定されるものではないが、レンズ等の光
学用途に用いられる場合は、着色、濁り等により光線透
過率が低下するものは好ましくない。活性エネルギー線
の透過等を考慮し、取り扱い性を含めて厚さは３ｍｍ以
下であることが好ましい。使用される材料としては、プ
ラスチックやガラスが挙げられ、好ましくはプラスチッ
ク、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト、ポリエ
ステル、ポリスチレン、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂
やこれらの原料を用いたコポリマーやポリマーアロイ等
を用いることができる。

【００１１】上記透明基材に塗布される活性エネルギー
線硬化型組成物は重合時の収縮率が５％以下でなければ
ならない。５％を超える重合収縮率のものでは、成型型
の形状転写が不十分になりやすい。ここで言う重合収縮
率とは、２５℃における活性エネルギー線照射による硬
化前後の比重差から算出した体積収縮率である。

【００１２】また、該活性エネルギー線硬化型組成物は
実質的に固体である必要がある。ここでいう実質的に固
体とは、アクリル樹脂板上に５００μｍの厚さに塗布し
た試料を６０度の傾斜となるように立てかけ、０℃で１
カ月放置したときに傾斜上下の厚み差が３倍以内である
ことである。該活性エネルギー線硬化型組成物は同組成
物を塗布した透明基材を成型型に延展した活性エネルギ
ー線硬化型組成物と重ね合せる際に可撓性があるほうが
好ましい。

【００１３】上記透明基材に塗布される活性エネルギー
線硬化型組成物は上記性質を有していれば特に限定され
るものではないが、成型型に延展した活性エネルギー線
硬化型組成物と化学結合により密着するものが好まし
く、このような活性エネルギー線硬化型組成物は、例え
ば、モノアルコールの（メタ）アクリル酸エステル、ま
たは多価アルコールのモノ（メタ）アクリル酸エステル
を主成分とした重合体に上記性質を損なわない程度の多
価（メタ）アクリレートを添加したもので、これには同
時にモノ（メタ）アクリレートを添加しても良い。

【００１４】本発明で使用される活性エネルギー線とし
ては、電子線、イオン線等の粒子線、γ線、Ｘ線、紫外
線、可視光線、赤外線等の電磁波線を上げることができ
る。とりわけ、硬化速度、大型化した際の設備の簡易さ
等の点から紫外線が好ましい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例に従って説明する。実
施例においては、３ｍｍ厚の鉄板上に貼付した８０ｃｍ
×６０ｃｍのフレネルレンズ形状のニッケルスタンパー
を成型型として用い、以下の実施例に記載する活性エネ
ルギー線硬化型組成物を延展した。また、透明基材とし
ては易接着性ポリエステルフィルム（東レ社製ルミラー
Ｔ−９３、厚さ１２５μｍ）を用いた。活性エネルギー
線源として、高圧水銀灯を用いて、紫外線照射により硬
化反応を行った。紫外線照射量は、１１００ｍＪ／ｃｍ
² であった。 （実施例１）成型型に延展する活性エネルギー線硬化型
組成物として、『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）４５重量部、『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）２５重量部、『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）３０重量部に紫外線重合開始剤として、
『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）３重量部を添加した混合物を用いた。該混合物の粘
度は６０ｍＰａ・ｓ（２５℃）であった。該混合物は成
型型に延展する際に、特に気泡等の発生はなかった。透
明基材には、メチルメタクリレート／エチルアクリレー
ト／ｎ−ブチルメタクリレートの共重合体１００重量部
を含むトルエン／イソプロピルアルコールの混合溶媒溶
液にトリメチロールプロパントリアクリレート１０重量
部、トリスアクリロキシエチルイソシアヌレート２０重
量部、光開始剤としてベンゾフェノン４重量部を加えた
混合物を溶媒除去後の厚さが３０μｍとなるように塗布
し、溶媒を除去した。同組成となるものを５００μｍの
厚さにアクリル樹脂板に塗布し、６０゜に傾斜させ０℃
で１カ月放置したが、上部と下部の厚みにの差は１．３
倍であり、実質的に固体であった。また、２５℃におけ
る重合収縮率は３．７％であった。この透明基材に塗布
した活性エネルギー線硬化型組成物を先に成型型に延展
した混合物上に線圧４ｋｇ／ｃｍのロールを用いて、５
ｍ／分の速度で重ね合せた。この際に、両組成物間に気
泡を生じることはなかった。更に紫外線を照射して重合
させた後、スタンパーからフレネルレンズを離型し、そ
の形状を調べたところ極めて良くスタンパーの形状を転
写していた。

【００１６】（実施例２）成型型に延展する活性エネル
ギー線硬化型組成物として、『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）７５重量部、『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）２５重量部に紫外線重合開始剤として、
『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）３重量部を添加した混合物を用いた以外は実施例１
と同様に行った。該混合物の粘度は６５ｍＰａ・ｓ（２
５℃）であった。該混合物は成型型に延展する際に、特
に気泡等の発生はなかった。この透明基材に塗布した活
性エネルギー線硬化型組成物を先に成型型に延展した混
合物上に線圧４ｋｇ／ｃｍのロールを用いて、５ｍ／分
の速度で重ね合せた。この際に、両組成物間に気泡を生
じることはなかった。更に紫外線を照射して重合させた
後、スタンパーからフレネルレンズを離型し、その形状
を調べたところ極めて良くスタンパーの形状を転写して
いた。

【００１７】（比較例１）成型型に延展する活性エネル
ギー線硬化型組成物として、『紫光ＵＶ−３０００Ｂ』
（日本合成化学社製、ウレタンアクリレート）４０重量
部、『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）４０重量部、『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
部に紫外線重合開始剤として、『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）３重量部を添加した
混合物を用いた以外は実施例１と同様に行った。該混合
物の粘度は５００ｍＰａ・ｓ（２５℃）であった。該混
合物を成型型に延展したところ、気泡を巻き込み、１５
分室温に放置したが気泡が抜けなかったので以後の検討
を中止した。

【００１８】（比較例２）透明基材に塗布する活性エネ
ルギー線硬化型組成物として、『紫光ＵＶ−３０００
Ｂ』（日本合成化学社製、ウレタンアクリレート）４０
重量部、『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）４０重量部、『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
量部に紫外線重合開始剤として、『ダロキュア１１７
３』（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）３重量部を添加
した組成物を使用し、厚さが５０μｍとなるように塗布
した以外は実施例１と同様に行った。同組成物を５００
μｍの厚さにアクリル樹脂板に塗布し、６０゜に傾斜さ
せたところ流動性があり、上端部下端部の厚みの差を測
定するには至らなかった。また、２５℃における重合収
縮率は５．７％であった。この透明基材に塗布した活性
エネルギー線硬化型組成物を先に成型型に延展した混合
物上に線圧４ｋｇ／ｃｍのロールを用いて、５ｍ／分の
速度で重ね合せた。この際に、透明基材に塗布した活性
エネルギー線硬化型組成物が落下し、両組成物間に気泡
を生じてしまった。更に紫外線照射して重合させた後、
スタンパーからフレネルレンズを離型し、その形状を調
べたところ、気泡が混入しており、所々スタンパーの形
状を十分転写していない部分が発生した。

【００１９】

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明は表面に
凹凸形状を有する大きな樹脂成型物を活性エネルギー線
硬化型組成物を用いることにより効率よく生産が可能
で、しかも成型物は気泡等の巻き込みのない良好な成型
型の形状転写性を有する成型物が得られるという極めて
優れた製造方法である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹凸形状を有する成型型上に３ｍＰａ・
   ｓ以上、３００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有する活性エネ
   ルギー線硬化型組成物を延展し、該組成物上に重合時の
   収縮率が５％以下の実質的に固体である活性エネルギー
   線硬化型組成物を塗布した透明基材を活性エネルギー線
   硬化型組成物が互いに接触するように重ね合せた後、活
   性エネルギー線を照射して凹凸形状を有する成型体を得
   ることを特徴とする樹脂成型物の製造方法。
2. 【請求項２】 凹凸形状を有する成型型としてレンズ形
   状の型を使用することを特徴とする請求項１記載の樹脂
   成型物の製造方法。
3. 【請求項３】 活性エネルギー線として紫外線を用いる
   ことを特徴とする請求項１及び２記載の樹脂成型物の製
   造方法。
4. 【請求項４】 レンズ形状がフレネルレンズ形状または
   レンチキュラーレンズ形状であることを特徴とする請求
   項２記載の樹脂成型物の製造方法。
5. 【請求項５】 透明基材として厚さ３ｍｍ以下の透明基
   材を用いることを特徴とする請求項１および２記載の樹
   脂成型物の製造方法。