JPH063822A

JPH063822A - 立体画像表示盤の製造方法

Info

Publication number: JPH063822A
Application number: JP16469192A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nishimura; 善雄西村; Shigeru Danjo; 滋檀上; Fujiaki Yamakawa; 藤明山河
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1992-06-23
Filing date: 1992-06-23
Publication date: 1994-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】基材との密着性が高く、耐屈曲性に優れた立体
画像パターンを有する立体画像表示盤の製造方法を提供
する。【構成】基材１上に画像層２を形成し、該画像層２をマ
スクを通して露光して硬化させ、未硬化部分を除去して
所定の立体画像パターンを形成する表示盤の製造方法に
おいて、上記画像層２を、（ａ）オクチルアクリレート
３５〜５０重量％、エチルアクリレート４５〜６０重量
％、及びビニルピロリドン５〜１０重量％からなる共重
合体１〜３０重量％と、（ｂ）光硬化性組成物９９〜７
０重量％を構成成分とする光硬化性樹脂組成物から形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基材上の所定位置に任
意の画像パタ−ンが形成された立体画像表示盤の製造方
法に関する。このような表示盤は、例えば、各種装置の
計器盤、地図、風景画等を配した表示盤、車両用スピー
ドメータの文字盤等に使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、表示盤の文字および数字など
の画像は、基材上に印刷によって形成されるものが一般
的であり、通常、平面的な画像であることが多い。とこ
ろが、近年、商品に対する高級化指向の高まりや多様化
の要求に合わせて、これらの表示画像に質感を付与し、
装飾性、視認性を向上させるため、画像の立体化が検討
されている。

【０００３】表示画像を立体化するための方法として、
例えば、厚肉印刷による立体感の付与、ホットスタンピ
ングによる凹凸の転写などが考えられるが、いずれも画
像の形成方法が複雑で量産性に乏しいという欠点があ
る。また、例えば、型を利用した成形によれば量産は可
能であるが、微細な模様に対する適用が難しい。

【０００４】量産性及び装飾性に優れた立体画像の形成
方法として、例えば、特開平２−１２２２２０号公報
に、基材上に光硬化性樹脂層を形成し、該光硬化性樹脂
層をネガマスクにより、所定の部分を露光、硬化させ、
未硬化部分を現像除去することにより、凹凸模様を形成
して立体画像表示盤を製造する方法が開示されている。
また、表示盤として使用する場合には、機器への組み込
みの際の変形や、機器運転中の振動等種々の応力に耐え
る必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示盤
を立体化し画像パターンの厚みが増すと、その分変形に
対する応力が増加するため、平面画像に比べて画像部と
基材との間での剥離が生じ易くなるため、屈曲に耐える
十分な密着性を付与することは困難であった。本発明
は、上記欠点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、基材との密着性が高く、耐屈曲性に優れた立体画像
パターンを有する表示盤の製造方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の立体画像表示盤
の製造方法は、基材上に画像層を形成し、該画像層をマ
スクを通して露光して硬化させ、未硬化部分を除去して
所定の立体画像パターンを形成する表示盤の製造方法に
おいて、上記画像層を、（ａ）オクチルアクリレート３
５〜５０重量％、エチルアクリレート４５〜６０重量
％、及びビニルピロリドン５〜１０重量％からなる共重
合体１〜３０重量％と、（ｂ）光硬化性組成物９９〜７
０重量％を構成成分とする光硬化性樹脂組成物から形成
することを特徴とし、そのことにより、上記目的が達成
される。

【０００７】本発明について以下に説明する。

【０００８】本発明で画像層に使用される共重合体
（ａ）は、オクチルアクリレート３５〜５０重量％、エ
チルアクリレート４５〜６０重量％及びビニルピロリド
ン５〜１０重量％からなるものであって、基材との密着
性を高めるために使用される。上記共重合体（ａ）の重
量平均分子量は、小さくなると現像工程でアルカリ水溶
液に侵されて膨潤し、大きくなるとアルカリ水溶液で現
像できなくなるので、１０万〜１００万の範囲が好まし
い。

【０００９】本発明で画像層に使用される光硬化性組成
物（ｂ）は、光硬化性を有するものであれば特に限定さ
れるものではないが、例えば、バインダーポリマー、光
重合性オリゴマー、及び光重合開始剤からなる樹脂組成
物が好ましい。

【００１０】上記バインダーポリマーとしては、フィル
ム性、貼付性から（メタ）アクリル系ポリマーが好適で
あり、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）ア
クリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、
（メタ）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸オ
クチル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）アクリ
ル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸−２−
クロルエチル、α−クロル（メタ）アクリル酸メチル、
（メタ）アクリル酸フェニル、（メタ）アクリル酸ジメ
チルアミノエチルなどの（メタ）アクリル酸エステル類
と、（メタ）アクリル酸との共重合体が好ましい。

【００１１】バインダーポリマー中の（メタ）アクリル
酸の量は、少なくなると、アルカリ水溶液に対して不溶
となって現像ができなくなり、逆に多くなると溶媒また
は他の成分との相溶性が低下し、解像性も低下するの
で、（メタ）アクリル酸エステル類６５〜８５重量％に
対して、（メタ）アクリル酸が１５〜３５重量％添加さ
れるのが好ましい。

【００１２】また、バインダーポリマーの重量平均分子
量は、小さくなると、いわゆるコールドフローを起こし
易くなり、逆に大きくなると、アルカリ水溶液への溶解
性が低下して現像し難くなり、解像性も低下するので、
５万〜３０万の範囲が好ましい。

【００１３】上記光重合性オリゴマーとしては、例え
ば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポ
リオールアクリレート等が挙げられ、ウレタンアクリレ
ートが好ましい。上記ウレタンアクリレートとしては、
例えば、下記一般式（Ｉ）で示されるものが好適に用い
られる。

【００１４】

【化１】

【００１５】式 (Ｉ）において、Ｒ¹及びＲ²は水素又
はメチル基、Ｙは炭素数２〜２０の２価の炭化水素基、
ｑは１〜１５の整数、Ｒ³は炭素数１〜１０の炭化水素
基、ｐは１〜１００の整数である。ここで、Ｙで示され
る２価の炭化水素基としては、直鎖、分枝鎖、脂環式ま
たは芳香族等の部分から構成される炭化水素基、例え
ば、ヘキサメチレン基、トリレン基、イソホロン基、テ
トラメチルキシリレン基、ナフチレン基等が挙げられ
る。

【００１６】式 (Ｉ）で示されるウレタンアクリレート
の重量平均分子量は、小さくなると樹脂の柔軟性が低下
して、本発明の効果が得られなくなり、大きくなると現
像時間が長くなるので１，５００〜１０，０００の範囲
が好ましい。

【００１７】上記ウレタンオリゴマーの製法は、任意の
方法が採用されてよく、例えば、ジイソシアネートとジ
オールを、求める化合物の組成比に合う割合で混合して
反応させ、末端にイソシアネート基をもつウレタンオリ
ゴマーを形成した後、水酸基をもつ（メタ）アクリレー
トを添加して末端にあるイソシアネート基と反応させれ
ばよい。この際、必要ならば、酢酸エチル、メチルエチ
ルケトン、トルエンなどの有機溶剤に溶解して反応させ
てもよく、さらにジブチルスズジラウレートなどの触媒
を添加してもよい。

【００１８】光重合性オリゴマーの量は、少なくなると
露光、現像後の画像層の柔軟性が低下し、逆に多くなる
とコールドフローが起こり易くなると共に解像性が低下
するので、前記バインダーポリマー１００重量部に対し
て、５〜１５０重量部が好ましく、より好ましくは１０
〜１００重量部である。

【００１９】本発明で使用される光重合開始剤として
は、紫外線、可視光線などの活性光線により上記光重合
性ポリマーを活性化し、重合を開始させる性質を有する
ものであればよい。

【００２０】紫外線で活性化するものとしては、例え
ば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイ
ンエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、ベンゾ
フェノン、ジメチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケ
トン、ベンジルアントラキノン、ｔ−ブチルアントラキ
ノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラ
キノン、２−アミノアントラキノン、２−クロロアント
ラキノンなどの芳香族カルボニル化合物；チオキサント
ン、２−エチルチオキサントン、２−クロロチオキサン
トン、２，４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサ
ントン類；ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチル
パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、キュメンハ
イドロパーオキサイドなどの過酸化物類；ベンゼンジア
ゾニウムなどの（ジ）アゾ化合物類など公知のものを使
用することができる。

【００２１】光重合開始剤の量は、画像パターンの厚さ
や照射光量を考慮して決定される。例えば、工程上露光
時間を短縮する必要がある場合は、光重合開始剤の量を
多くする必要があるので、光重合開始剤の添加量は、前
記バインダーポリマー１００重量部に対して、０．１〜
１０重量部が好ましい。

【００２２】本発明で使用される画像層は、上記共重合
体（ａ）と光硬化性組成物（ｂ）を構成成分とする光硬
化性樹脂組成物から形成されており、組成物中の共重合
体（ａ）の量は少なくなると基材との密着性が低下し、
多くなると現像工程で使用するアルカリ水溶液に侵され
て膨潤するので、１〜３０重量％に限定される。

【００２３】また、本発明で使用される組成物に、テト
ラエチレングリコールジアクリレートなどの光重合性モ
ノマー；ジオクチルフタレート、トリエチレングリコー
ルジアセテート、ｐ−トルエンスルホンアミド、Ｎ−エ
チルトルエンスルホンアミド等の可塑剤；ヒドロキノ
ン、ｐ−メトキシフェノール等の熱重合禁止剤；安定
剤；紫外線吸収剤；酸化防止剤；メチルエチルケトン、
トルエン等の溶媒などが添加されてもよい。

【００２４】本発明で使用される基材としては、特に限
定されるものではないが、一般には、アクリル樹脂、ポ
リカ−ボネ−ト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）等のプラスチック板状体；ガラス板；セラミック
板；金属板等が好適に用いられ、用途により可撓性、透
明性、耐熱性等の必要特性を考慮して選択される。ま
た、これらの基材上に予め任意の画像を印刷しておいて
もよい。

【００２５】以下に、本発明の立体画像表示盤の製造方
法について、図１及び図２を参照しながら説明する。

【００２６】図１において、１は基材であり、２は画像
層である。この画像層２は、例えば、上記共重合体
（ａ）と光硬化性組成物（ｂ）を構成成分とする光硬化
性樹脂組成物を、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）などの合成樹脂フィルム上に溶剤キャスティングし
て一定の厚さの光硬化性樹脂フィルムを作製し、該フィ
ルムを基体１上に熱ラミネート法等で積層して形成す
る。

【００２７】このとき、光硬化性樹脂フィルムをの厚さ
を厚くしようとすると、該フィルム中に含まれる溶剤の
蒸発が妨げられるので好ましくなく、通常、乾燥後の厚
さが５０〜２００μｍの範囲となるのが好ましい。従っ
て、例えば、厚さ５００μｍの光硬化性画像層２を得る
ためには、例えば、厚さ１００μｍの光硬化性樹脂フィ
ルムを、熱ラミネート法などによって基材１上に５枚積
層すればよい。

【００２８】上記画像層２の厚さは、薄くなると立体感
のある画像が表現できなくなり、厚くなると微細な画像
を表現するのが難しくなるので、０．３〜２ｍｍが好ま
しい。

【００２９】上記基体１上に立体画像パタ−ンを形成す
る方法としては、例えば図２に示すように、基材１上に
積層された画像層２に、所定の画像パタ−ンを得るため
のネガ型フォトマスク３を重ね合わせた後、ネガ型フォ
トマスク３上より光を照射し、画像層２の画像パタ−ン
化される部分のみを硬化させた後、未硬化部分を現像に
より除去する方法が挙げられる。このようにして、図２
に示すように、画像層２に、ネガ型フォトマスク３に対
応した立体画像パターン４が形成された立体画像表示盤
を得る。

【００３０】本発明の表示盤を構成する立体画像パタ−
ンは、光硬化性画像層２を、上述のようにして露光、現
像して得られるが、露光するための光源としては、特に
限定されるものではなく、従来公知のものが使用でき、
例えば、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ等が好適
に用いられる。

【００３１】また、現像する際に用いられる現像液とし
ては、特に限定されるものではないが、例えば、濃度
０．５〜５重量％の炭酸ナトリウム水溶液が用いられ
る。また、現像装置については、特に制限はなく、公知
のものが使用可能である。

【００３２】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて説明する。

【００３３】（実施例１）

【００３４】〔光重合性オリゴマーの調製〕滴下漏斗、
温度計、冷却管およびメカニカルスタラーを備えた５リ
ットルの４つ口フラスコにヘキサメチレンジイソシアネ
ート５０４ｇ（３ｍｏｌ）と、溶媒として乾燥メチルエ
チルケトン（ＭＥＫ）８２６ｇおよびジブチルスズジラ
ウレート（触媒）１ｇを加えて攪拌しながらポリエチレ
ングリコール９１６ｇ（２ｍｏｌ、平均分子量：４５
８）を加えて５時間還流した。次いで、２−ヒドロキシ
エチルアクリレート２３２ｇ（２ｍｏｌ）を滴下し、さ
らに５時間還流して反応させた後、ＭＥＫを蒸発させ
て、光重合性オリゴマーを調製した。

【００３５】〔共重合体（１）の調製〕滴下漏斗、温度
計、冷却管およびメカニカルスタラーを備えた５リット
ルの４つ口フラスコにオクチルアクリレート４００ｇ
（２．２ｍｏｌ）、エチルアクリレート５５０ｇ（５．
５ｍｏｌ）、ビニルピロリドン５０ｇ（０．４５ｍｏ
ｌ）と、溶媒として乾燥酢酸エチル１０００ｇを加えて
攪拌しながら、酢酸エチル５０ｍｌに溶解させたラウロ
イルパーオキサイド３ｇを１時間間隔で滴下して、１０
時間加熱還流し、ビニルピロリドン５重量％の共重合体
（重量平均分子量Ｍｗ：８０万）溶液を調製した。

【００３６】〔共重合体（２）の調製〕滴下漏斗、温度
計、冷却管およびメカニカルスタラーを備えた５リット
ルの４つ口フラスコにオクチルアクリレート４００ｇ
（２．２ｍｏｌ）、エチルアクリレート５００ｇ（５ｍ
ｏｌ）、ビニルピロリドン１００ｇ（０．９ｍｏｌ）
と、溶媒として乾燥酢酸エチル１０００ｇを加えて攪拌
しながら、酢酸エチル５０ｍｌに溶解させたラウロイル
パーオキサイド３ｇを１時間間隔で滴下して、１０時間
加熱還流し、ビニルピロリドン１０重量％の共重合体
（重量平均分子量Ｍｗ：８０万）溶液を調製した。

【００３７】〔光硬化性樹脂組成物の調製〕 (1)バインダーポリマー１００重量部（メタクリル酸メチル：メタクリル酸ブチル：メタクリル酸＝５０：２５：２５〔重量比〕、Ｍｗ：１５万） (2)光重合性オリゴマー７５重量部 (3)光重合性モノマー（成分：テトラエチレングリコール７５重量部ジアクリレート） (4)光重合開始剤（成分：ベンジルジメチルケタール、２．５重量部チバガイギー社製「イルガキュアー６５１」） (5)共重合体（１）４４．６重量部上記各成分を２５０重量部のＭＥＫに溶解させて、光硬
化性樹脂組成物溶液を調製した。尚、(1) 〜(5) の全成
分中における共重合体（１）の構成比率は、１５重量％
である。

【００３８】〔光硬化性樹脂フィルムの作製〕上記で調
製した光硬化性樹脂組成物溶液を、厚さ７５μｍのＰＥ
Ｔフィルム上に流延し、８０℃で１０分間乾燥して、乾
燥厚さ１００μｍの光硬化性樹脂フィルムを作製した。

【００３９】〔立体画像表示盤の作製〕基材として、厚
さ５００μｍのポリカーボネート・シートを用い、この
シート上に、上記で作製した光硬化性樹脂フィルムを熱
ラミネート法によって５枚積層し、厚さ５００μｍの画
像層を形成した。次いで、文字、目盛りに対応する部分
以外を遮蔽するフォトマスクを画像層上に重ね、超高圧
水銀灯により１０００ｍＪ／ｃｍ²の強さの紫外線を照
射した。紫外線の照射により、画像層を露光、硬化させ
た後、該樹脂層の露光面を、３０℃、１％の炭酸ナトリ
ウム水溶液で現像して、ライン／スペースが５００μｍ
の凸状となった画像パターンを有する立体画像表示盤を
得た。

【００４０】〔剥離強度〕上記で得られ立体画像表示盤
の密着性を評価するために、立体画像表示盤を１インチ
幅に切断して試験片とした。この試験片の画像パターン
と基材とが１８０度の方向に剥離する剥離試験（剥離速
度：５０ｍｍ／分）を行い、その測定結果を表１に示し
た。

【００４１】〔屈曲試験〕上記で得られ立体画像表示盤
の密着性を評価するために、立体画像表示盤を１インチ
幅に切断して試験片とし、この試験片を直径２ｍｍの丸
棒の周囲に、断面形状がＵ型となるように巻き付けて、
画像パターンと基材の剥離の有無を観察し、その結果を
表１に示した。

【００４２】〔膨潤性評価〕立体画像表示盤の作製にお
いて、露光、硬化させた画像層を、３０℃、１％の炭酸
ナトリウム水溶液で現像した後、画像パターン端面の膨
潤状況を観察し、その結果を表１に示した。

【００４３】（実施例２、３）共重合体（１）の構成比
率を表１に示すように変えたこと以外は、実施例１と同
様にして、光硬化性樹脂組成物を調製した後、実施例１
と同様にして、基材に画像パターンを形成し、剥離強
度、屈曲試験及び膨潤性評価を行い、その結果を表１に
示した。

【００４４】（実施例４〜６）共重合体（１）に代えて
共重合体（２）を配合し、その構成比率を表１に示すよ
うに変えたこと以外は、実施例１と同様にして、光硬化
性樹脂組成物を調製した後、実施例１と同様にして、基
材に画像パターンを形成し、剥離強度、屈曲試験及び膨
潤性評価を行い、その結果を表１に示した。

【００４５】（比較例１）共重合体を配合しなかったこ
と以外は、実施例１と同様にして、光硬化性樹脂組成物
を調製した後、実施例１と同様にして、基材に画像パタ
ーンを形成し、剥離強度、屈曲試験及び膨潤性評価を行
い、その結果を表１に示した。

【００４６】（比較例２、３）共重合体（１）の構成比
率を表１に示すように変えたこと以外は、実施例１と同
様にして、光硬化性樹脂組成物を調製した後、実施例１
と同様にして、基材に画像パターンを形成し、剥離強
度、屈曲試験及び膨潤性評価を行い、その結果を表１に
示した。

【００４７】（比較例４、５）共重合体（２）の構成比
率を表１に示すように変えたこと以外は、実施例１と同
様にして、光硬化性樹脂組成物を調製した後、実施例１
と同様にして、基材に画像パターンを形成し、剥離強
度、屈曲試験及び膨潤性評価を行い、その結果を表１に
示した。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、基材と立体画像パター
ンとの密着性を高めて、立体画像パターンの変形時に発
生する応力によって立体画像パターンが剥離するのを防
止し、耐屈曲性に優れた立体画像表示盤を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において、基材上に形成された画像層に
露光する状況を示す模式断面図である。

【図２】本発明において、基材上に形成された立体画像
パターンを示す模式断面図である。

【符号の説明】

１基材２画像層３ネガ型フォトマスク４立体画像パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｄ 13/02 Ｃ 6947−2ＦＧ０３Ｆ 7/027 ５０２Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６１ 6447−5Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材上に画像層を形成し、該画像層をマス
クを通して露光して硬化させ、未硬化部分を除去して所
定の立体画像パターンを形成する表示盤の製造方法にお
いて、上記画像層を、（ａ）オクチルアクリレート３５
〜５０重量％、エチルアクリレート４５〜６０重量％、
及びビニルピロリドン５〜１０重量％からなる共重合体
１〜３０重量％と、（ｂ）光硬化性組成物９９〜７０重
量％を構成成分とする光硬化性樹脂組成物から形成する
ことを特徴とする立体画像表示盤の製造方法。